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JP2019521368A - HHG source, inspection apparatus, and method of performing measurements - Google Patents

HHG source, inspection apparatus, and method of performing measurements Download PDF

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JP2019521368A JP2018549576A JP2018549576A JP2019521368A JP 2019521368 A JP2019521368 A JP 2019521368A JP 2018549576 A JP2018549576 A JP 2018549576A JP 2018549576 A JP2018549576 A JP 2018549576A JP 2019521368 A JP2019521368 A JP 2019521368A
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Abstract

検査装置で測定を行う方法と、関連する検査装置およびHHG源とが開示される。方法は、高調波発生放射源によって供給される照明放射の出力放射スペクトルを制御するために、高調波発生放射源の少なくとも1つの駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性を設定することと、上記照明放射でターゲット構造を照明することとを含む。方法は、出力放射スペクトルが、複数の離散した高調波ピークを含むように駆動レーザパルスを設定することを含むことができる。あるいは、方法は、出力放射スペクトルが実質的に単色であるように、様々な波長の複数の駆動レーザパルスを使用することを含むことができる。【選択図】 図4A method for performing measurements with an inspection device and associated inspection devices and HHG sources are disclosed. The method sets one or more controllable characteristics of at least one drive laser pulse of the harmonic generating radiation source to control the output radiation spectrum of the illumination radiation provided by the harmonic generating radiation source. Illuminating the target structure with the illumination radiation. The method can include setting the drive laser pulse such that the output radiation spectrum includes a plurality of discrete harmonic peaks. Alternatively, the method can include using multiple drive laser pulses of various wavelengths such that the output emission spectrum is substantially monochromatic. [Selection] Figure 4

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本願は、2016年4月28日に出願された欧州特許出願公開16167512.9号の優先権を主張するものであり、この特許は、参照によりその全体を本明細書に援用される。
Cross-reference to related applications
[0001] This application claims the priority of European Patent Application Publication No. 16167512.9 filed on April 28, 2016, which is hereby incorporated by reference in its entirety. .

[0002] 本発明は、HHG源、検査装置、および測定を実施する方法に関する。特に、本発明は、リソグラフィ装置に含まれる検査装置、およびその検査装置で測定を実施する方法に関する。   FIELD [0002] The present invention relates to HHH sources, inspection apparatus, and methods of performing measurements. In particular, the present invention relates to an inspection apparatus included in a lithographic apparatus and a method of performing measurements in the inspection apparatus.

[0003] リソグラフィ装置は、基板に、通常は基板のターゲット部分に所望のパターンを付加する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路(IC)の製造に使用できる。その際に、代替としてマスクまたはレチクルと称されるパターニングデバイスを使用して、ICの個々の層に形成される回路パターンを生成することができる。このパターンは、基板(例えば、シリコンウェーハ)のターゲット部分(例えば、1つ以上のダイの一部を含む)に転写することができる。それぞれが特定のパターンおよび材料組成を有する多層が付加されて、機能デバイスおよび完成品の相互接続を形成する。   A lithographic apparatus is a machine that applies a desired pattern onto a substrate, usually onto a target portion of the substrate. A lithographic apparatus can be used, for example, in the manufacture of integrated circuits (ICs). At that time, patterning devices, alternatively referred to as masks or reticles, can be used to generate circuit patterns to be formed on the individual layers of the IC. This pattern can be transferred onto a target portion (e.g. comprising part of one or more dies) of a substrate (e.g. a silicon wafer). Multiple layers, each with a specific pattern and material composition, are added to form interconnects of functional devices and finished products.

[0004] リソグラフィプロセスでは、多くの場合、例えば、プロセス制御および検証を行うために、形成された構造の測定を行うのが好ましい。クリティカルディメンジョン(CD)を測定するのにしばしば使用される走査電子顕微鏡と、デバイスの2つの層のアライメント精度、オーバーレイを測定する専用ツールとを含む、上記の測定を行う様々なツールが公知である。最近では、様々な形態のスキャトロメータが、リソグラフィ分野で使用するために開発された。   [0004] In lithographic processes, it is often desirable to make measurements of the formed structure, for example, to provide process control and verification. Various tools are known to perform the above measurements, including scanning electron microscopes often used to measure critical dimensions (CDs), alignment accuracy of the two layers of the device, and dedicated tools to measure overlays. . Recently, various forms of scatterometers have been developed for use in the lithography field.

[0005] 公知のスキャトロメータの例では、多くの場合、専用のメトロロジターゲットを用意する必要がある。例えば、方法は、単純な格子の形態のターゲットを必要とすることがあり、この格子の形態のターゲットは、測定ビームが、その格子よりも小さいスポットを形成する(すなわち、格子はアンダーフィルされる)程度に十分に大きい。いわゆる再現法では、格子の特性は、ターゲット構造の数学モデルを用いて、散乱線の相互作用をシミュレーションすることで計算することができる。モデルのパラメータは、シミュレートした相互作用が、実際のターゲットから観測されるものと同様の回折パターンをもたらすまで調整される。   [0005] In the known scatterometer example, it is often necessary to provide a dedicated metrology target. For example, the method may require a target in the form of a simple grid, which in the form of a grid causes the measurement beam to form a smaller spot than the grid (ie the grid is underfilled ) Enough big enough. In the so-called reproduction method, the characteristics of the lattice can be calculated by simulating the interaction of scattered radiation using a mathematical model of the target structure. The parameters of the model are adjusted until the simulated interaction results in a diffraction pattern similar to that observed from the actual target.

[0006] 再現によるフィーチャ形状の測定に加えて、米国特許出願公開第2006066855A1号に記載された装置を使用して、回折に基づいてオーバーレイを測定することができる。回折次数の暗視野像を使用する、回折に基づくオーバーレイメトロロジは、より小さいターゲットのオーバーレイの測定を可能にする。これらのターゲットは、照明スポットよりも小さくすることができ、ウェーハ上の製品構造によって囲むことができる。暗視野結像メトロロジの例は、例えば、米国特許出願公開第2011102753A1号、および米国特許出願公開第20120044470A号などの多数の公開済み特許出願に見ることができる。多格子は、複合格子ターゲットを使用して、1つの像で測定することができる。公知のスキャトロメータは、可視波または近赤外波領域の光を使用する傾向があり、この領域の光は、その特性が実際に対象となる実際の製品構造よりもはるかに粗い格子ピッチを必要とする。そのような製品フィーチャは、波長がはるかに短い深紫外(DUV)または極紫外(EUV)放射を使用して特定することができる。不都合なことには、そのような波長は、通常メトロロジに利用または使用することができない。   [0006] In addition to measuring feature shapes by reproduction, overlays can be measured based on diffraction using the apparatus described in US Patent Application Publication No. 2006066855 A1. Diffraction-based overlay metrology, which uses a dark-field image of the diffraction orders, allows measurement of overlays of smaller targets. These targets can be smaller than the illumination spots and can be surrounded by product structures on the wafer. Examples of dark field imaging metrology can be found in a number of published patent applications, such as, for example, U.S. Patent Application Publication No. 2011102753A1 and U.S. Patent Application Publication No. 20120044470A. Multigrids can be measured in one image using a composite grid target. Known scatterometers tend to use light in the visible or near-infrared region, and light in this region has a grating pitch that is much coarser than the actual product structure whose characteristics are actually of interest. I need. Such product features can be identified using much shorter wavelength deep ultraviolet (DUV) or extreme ultraviolet (EUV) radiation. Unfortunately, such wavelengths can not usually be used or used for metrology.

[0007] 他方で、最新の製品構造の寸法は非常に小さいので、この製品構造は、光メトロロジ技術によって結像することができない。小さいフィーチャは、例えば、多パターン形成プロセスおよび/またはピッチマルチプリケーションによって形成されたものを含む。したがって、大量のメトロロジに使用されるターゲットは、そのオーバーレイエラーまたはクリティカルディメンジョンが対象となる特性である製品よりもはるかに大きいフィーチャを使用することが多い。測定結果は、単に実際の製品構造の寸法に間接的に関係するに過ぎず、メトロロジターゲットが、リソグラフィ装置における光投射下で、同じディストーションを受けず、かつ/または製造プロセスの他のステップで別の処理を受けないために正確でないことがある。走査電子顕微鏡(SEM)は、これらの最新製品構造を直接解像することができるが、SEMは、光学測定よりもはるかに多くの時間がかかる。さらに、電子は、厚いプロセス層を貫通できず、これは、電子をメトロロジ用途にあまり適さないものにする。接触パッドを使用して電気特性を測定するなどの他の技術も公知であるが、この技術は、真の製品構造の間接証拠のみを提示する。   [0007] On the other hand, the dimensions of modern product structures are so small that they can not be imaged by optical metrology techniques. Small features include, for example, those formed by multi-patterning processes and / or pitch multiplication. Thus, targets used for high-volume metrology often use features that are much larger than products whose overlay errors or critical dimensions are of interest. The measurement results are only indirectly related to the dimensions of the actual product structure, the metrology target is not subjected to the same distortion under light projection in the lithographic apparatus and / or at other steps of the manufacturing process It may not be accurate because it does not receive another treatment. While scanning electron microscopy (SEM) can resolve these modern product structures directly, SEM takes much more time than optical measurements. Furthermore, electrons can not penetrate the thick process layer, which makes them less suitable for metrology applications. Although other techniques are also known, such as measuring electrical properties using contact pads, this technique presents only indirect evidence of true product structure.

[0008] メトロロジ時に使用される放射の波長を短くする(すなわち、軟X線波長スペクトルの方に移行させる)ことで、放射が、より小さい構造を分解できる、すなわち、構造の構造ばらつきに対して感度がより高くなるので、測定性能が向上する。しかし、これは、メトロロジシステムのスペクトル分解能の対応する改善を必要とする。さらに、製品構造の複雑性は高くなりつつあり、製品構造は、層数が増加し、相応して厚さも厚くなっている。さらに、これは、メトロロジ測定を実施するのに必要とされるスペクトル分解能を高くする。   [0008] By shortening the wavelength of the radiation used during metrology (ie, moving it towards the soft x-ray wavelength spectrum), the radiation can resolve smaller structures, ie, against structural variations of the structure As the sensitivity is higher, measurement performance is improved. However, this requires a corresponding improvement of the spectral resolution of the metrology system. Furthermore, the complexity of the product structure is increasing, and the product structure is increasing in number of layers and correspondingly thick. Furthermore, this increases the spectral resolution needed to perform the metrology measurements.

[0009] 本発明の第1の態様では、高調波発生放射源によって供給される照明放射の出力放射スペクトルを制御するために、高調波発生放射源の少なくとも1つの駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性を設定することと、上記照明放射でターゲット構造を照明することとを含む、検査装置で測定を実施する方法が提供される。   [0009] In a first aspect of the present invention, one or more of at least one drive laser pulses of a harmonic generating radiation source is provided to control an output radiation spectrum of illumination radiation supplied by the harmonic generating radiation source. A method is provided for performing measurements in an inspection apparatus, including setting controllable characteristics and illuminating a target structure with the illumination radiation.

[0010] 本発明はさらに、高調波発生放射源を含み、第1の態様の方法を実施するように動作可能な検査装置を提供する。   [0010] The invention further provides a test apparatus comprising a harmonic generating radiation source, operable to perform the method of the first aspect.

[0011] 本発明はさらに、高調波発生放射源を含む検査装置を提供し、上記高調波発生放射源は、駆動レーザパルスを放射するように動作可能な駆動レーザ源を含み、駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性は、高調波発生放射源の出力放射スペクトルが、複数の離散した高調波ピークを含むように設定される。   The present invention further provides an inspection apparatus including a harmonic generation radiation source, the harmonic generation radiation source including a drive laser source operable to emit a drive laser pulse, the drive laser pulse of The one or more controllable characteristics are set such that the output radiation spectrum of the harmonic generating radiation source comprises a plurality of discrete harmonic peaks.

[0012] 本発明はさらに、高調波発生放射源を含む検査装置を提供し、上記高調波発生放射源は、それぞれが異なる中心波長を有する駆動レーザパルスを放射するように動作可能な複数の駆動レーザ源を含む。   The present invention further provides an inspection apparatus including a harmonic generation radiation source, wherein the harmonic generation radiation source is operable to emit driving laser pulses each having a different central wavelength. Includes a laser source.

[0013] 本発明はさらに、それぞれが異なる中心波長を有する駆動レーザパルスを放射するように動作可能な複数の駆動レーザ源を含む高調波発生放射源を提供する。   The present invention further provides a harmonic generation radiation source comprising a plurality of drive laser sources operable to emit drive laser pulses each having a different center wavelength.

[0014] 本発明はさらに、駆動レーザパルスを放射するように動作可能な駆動レーザ源を含む高調波発生放射源を提供し、駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性は、高調波発生放射源の出力放射スペクトルが、複数の離散した高調波ピークを含むように設定される。   The present invention further provides a harmonic generating radiation source including a driving laser source operable to emit a driving laser pulse, wherein one or more controllable characteristics of the driving laser pulse are harmonic generation The output radiation spectrum of the radiation source is set to include a plurality of discrete harmonic peaks.

[0015] 上記において、当然のことながら、「複数の駆動レーザ源」は、複数の独立したレーザデバイス、または(より一般的には)出力が多ビームに分割される単一のレーザデバイスを含むことができ、多ビームの一部またはすべては、ビームの波長を変えるために、何らかの方法で調整される(例えば、周波数コンバータ素子によって周波数が変換される)。したがって、これに関連して、駆動レーザ源は、例えば、レーザデバイス自体および/または周波数コンバータ素子とすることができる。   [0015] In the above, it should be understood that "a plurality of driving laser sources" includes a plurality of independent laser devices or (more generally) a single laser device whose output is split into multiple beams Some or all of the multiple beams may be adjusted in some way (e.g., frequency converted by a frequency converter element) to change the wavelength of the beams. Thus, in this context, the drive laser source can be, for example, the laser device itself and / or a frequency converter element.

[0016] 本発明はさらに、第1の態様による方法の設定ステップを実施するための、1つ以上の連続する機械可読命令を含むコンピュータプログラム製品を提供する。   The invention further provides a computer program product comprising one or more consecutive machine readable instructions for performing the setting step of the method according to the first aspect.

[0017] 本発明のさらなる態様、特徴および利点、さらには、本発明の様々な実施形態の構造および動作が、添付図面を参照して下記に詳細に説明される。なお、本発明は、本明細書で説明する特定の実施形態に限定されない。そのような実施形態は、例示のみを目的として本明細書に提示される。さらなる実施形態が、本明細書に記載された教示から当業者に明らかになるであろう。   [0017] Further aspects, features, and advantages of the present invention, as well as the structure and operation of various embodiments of the present invention, are described in detail below with reference to the accompanying drawings. It is noted that the present invention is not limited to the specific embodiments described herein. Such embodiments are presented herein for illustrative purposes only. Additional embodiments will be apparent to those skilled in the art from the teachings set forth herein.

[0018] 本発明の実施形態が、単なる例として、添付の概略図面を参照して以下に説明され、添付図面において、同じ参照符号は同じ部品を示す。   Embodiments of the present invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying schematic drawings, in which like reference numerals indicate like parts.

リソグラフィ装置を半導体デバイス用の製造設備を形成する他の装置と共に示している。A lithographic apparatus is shown together with other apparatus that form a manufacturing facility for semiconductor devices. 本発明の第1の実施形態によるメトロロジ方法での、格子ターゲットに対する入射および反射光線の幾何学的配置を示している。Fig. 3 shows the geometry of the incident and reflected light rays on a grating target in a metrology method according to a first embodiment of the invention. 図2(a)の方法を実施するメトロロジ装置のコンポーネントを概略的に示している。Fig. 3 schematically shows the components of the metrology apparatus implementing the method of Fig. 2 (a). 本発明の実施形態による方法を実施するのに適した検査装置を概略的に示している。Fig. 1 schematically shows an inspection apparatus suitable for implementing the method according to an embodiment of the present invention. 図2(b)または図3の装置で使用される放射源の構成を概略的に示している。Fig. 4 schematically illustrates the configuration of a radiation source used in the device of Fig. 2 (b) or Fig. 3; 本発明の実施形態のHHG源の放射スペクトルを示す、強度(y軸)対エネルギ(x軸)のグラフである。FIG. 5 is a graph of intensity (y-axis) versus energy (x-axis) showing the emission spectrum of the HHG source of an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態のHHG源のレーザ駆動パルスを示す、強度(y軸)対時間(x軸)のグラフである。FIG. 7 is a graph of intensity (y-axis) versus time (x-axis) showing the laser driven pulses of the HHG source of an embodiment of the present invention. 3つの異なる中心駆動波長を有するレーザによって駆動されるHHG源の放射スペクトルを示す、強度(y軸)対エネルギ(x軸)のグラフである。FIG. 7 is a graph of intensity (y-axis) versus energy (x-axis) showing the emission spectrum of a HHG source driven by a laser with three different central drive wavelengths. ピッチが40nmの格子への法線入射放射における一次回折角(y軸)対波長(x軸)のグラフであり、散乱時の波長の効果を示している。FIG. 7 is a graph of first order diffraction angle (y-axis) versus wavelength (x-axis) for normal incident radiation on a 40 nm pitch grating, showing the effect of wavelength at scattering.

[0019] 本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明の実施形態が実施され得る例示的環境を提示することは有益である。   Before describing the embodiments of the present invention in detail, it is useful to present an exemplary environment in which the embodiments of the present invention may be practiced.

[0020] 図1は、大量リソグラフィ製造プロセスを実施する製造設備の一部としてのリソグラフィ装置LAを200で示している。この例では、製造プロセスは、半導体ウェーハなどの基板上での半導体製品(集積回路)の製造に適している。当業者には、このプロセスの変形型で様々なタイプの基板を処理することで、多岐にわたる製品を製造できると分かるであろう。今日、商業的に非常に重要である半導体製品の製造は、単なる例として使用される。   FIG. 1 shows at 200 a lithographic apparatus LA as part of a manufacturing facility for performing a mass lithographic manufacturing process. In this example, the manufacturing process is suitable for manufacturing semiconductor products (integrated circuits) on a substrate such as a semiconductor wafer. Those skilled in the art will appreciate that variations of this process and processing of various types of substrates can produce a wide variety of products. The production of semiconductor products of great commercial importance today is used as an example only.

[0021] リソグラフィ装置(または、略して「リソツール」200)内において、測定ステーションMEAは202で示され、露光ステーションEXPは204で示されている。制御ユニットLACUは206で示されている。この例では、各基板は、測定ステーションと、適用されるパターンを有する露光ステーションに滞在する。光学リソグラフィ装置では、例えば、調整された放射線および投影システムを使用して、製品パターンをパターニングデバイスMAから基板に転写するために、投影システムが使用される。これは、放射線感応性レジスト材料の層にパターン像を形成することで行われる。   In the lithographic apparatus (or “litho tool” 200 for short) 200, the measurement station MEA is shown at 202 and the exposure station EXP is shown at 204. The control unit LACU is shown at 206. In this example, each substrate stays at a measurement station and an exposure station having a pattern to be applied. In an optical lithography apparatus, the projection system is used, for example, to transfer a product pattern from the patterning device MA to a substrate using a coordinated radiation and projection system. This is done by forming a pattern image on the layer of radiation sensitive resist material.

[0022] 本明細書で使用される「投影システム」という用語は、露光放射を使用するのに適した、または液浸液の使用もしくは真空の使用などの他の要素に適した、屈折式、反射式、反射屈折式、磁気式、電磁式、および静電式光学系、またはそれらの任意の組み合わせを含む任意のタイプの投影システムを包含すると広く解釈すべきである。パターニングMAデバイスはマスクまたはレチクルとすることができ、パターンまたはレチクルは、パターニングデバイスによって透過または反射される放射ビームにパターンを付与する。公知の動作モードとして、ステッピングモードおよび走査モードがある。公知のように、投影システムは、基板およびパターニングデバイス用のサポートおよび位置決めシステムと様々な方法で協同して、基板全体にわたる多数のターゲット部分に所望のパターンを付加することができる。プログラマブルパターニングデバイスは、固定パターンを有するレチクルの代わりに使用することができる。放射には、例えば、深紫外線(DUV)または極紫外線(EUV)周波帯の電磁放射があり得る。本開示は、他のタイプのリソグラフィプロセス、例えば、電子ビームによる、例えば、インプリントリソグラフィおよびダイレクトライティングリソグラフィにも適用可能である。   [0022] The term "projection system" as used herein is refractive, which is suitable to use exposure radiation or to other elements, such as the use of immersion liquid or the use of a vacuum. It should be broadly interpreted to encompass any type of projection system, including reflective, catadioptric, magnetic, electromagnetic and electrostatic optics, or any combination thereof. The patterning MA device may be a mask or reticle, and the pattern or reticle imparts a pattern to a radiation beam transmitted or reflected by the patterning device. Known operating modes include stepping mode and scanning mode. As is known, the projection system can cooperate in various ways with the support and positioning system for the substrate and patterning device to add the desired pattern to multiple target portions across the substrate. A programmable patterning device can be used in place of a reticle having a fixed pattern. The radiation may include, for example, electromagnetic radiation in the deep ultraviolet (DUV) or extreme ultraviolet (EUV) frequency band. The present disclosure is also applicable to other types of lithographic processes, such as by electron beam, eg, imprint lithography and direct writing lithography.

[0023] リソグラフィ装置制御ユニットLACUは、基板WおよびレチクルMAを受け入れ、パターン形成作業を実施するために、様々なアクチュエータおよびセンサのすべての動作および測定を制御する。LACUには、装置の動作に関連する所望の計算を実施する信号処理およびデータ処理能力もある。実際に、制御ユニットLACUは、それぞれがリアルタイムデータ取得、処理、および装置内のサブシステムまたはコンポーネントの制御を取り扱う多数のサブユニットからなるシステムとして具現化される。   [0023] Lithographic apparatus control unit LACU receives substrate W and reticle MA and controls all operations and measurements of the various actuators and sensors in order to carry out the patterning operation. The LACU also has signal processing and data processing capabilities to perform the desired calculations associated with the operation of the device. In practice, the control unit LACU is embodied as a system consisting of a number of subunits, each handling real-time data acquisition, processing and control of subsystems or components within the device.

[0024] 基板は、様々な予備ステップが実施できるように、露光ステーションEXPでパターンが基板に付加される前に、測定ステーションMEAで処理される。予備ステップは、高さセンサを使用して、基板の面高さをマッピングすること、およびアライメントセンサを使用して、基板のアライメントマークの位置を測定することを含むことができる。アライメントマークは、通常、規則的な格子パターンに配置される。しかし、マークを形成する際の不正確さにより、さらに、基板の処理全体を通して発生する基板の変形により、マークは理想的な格子から外れる。このため、装置が、製品フィーチャをきわめて高い精度で正確な位置にプリントする場合に、基板の位置および向きを測定することに加えて、実際上、アライメントセンサが、基板領域全体にわたって、多数のマークの位置を詳細に測定しなければならない。装置は、制御ユニットLACUによって制御される位置決めシステムをそれぞれが含む2つの基板テーブルを有する、いわゆる2段タイプとすることができる。一方の基板テーブルに載った1つの基板が、露光ステーションEXPで露光されている間、別の基板は、様々な予備ステップを実施できるように、測定ステーションMEAで他方の基板テーブルに載せることができる。したがって、アライメントマークの測定は非常に時間がかかり、2つの基板テーブルを設けることで、装置のスループットの大幅な向上が可能になる。基板テーブルが測定ステーションおよび露光ステーションにある間、位置センサIFが、基板テーブルの位置を測定できない場合に、両方のステーションで基板テーブルの位置を探知するのを可能にする第2の位置センサを設けることができる。リソグラフィ装置LAは、例えば、2つの基板テーブルWTa、WTbと、基板テーブルを交換することができる2つのステーション(露光ステーションおよび測定ステーション)を有する、いわゆる2段タイプとすることができる。   The substrate is processed at the measurement station MEA before the pattern is applied to the substrate at the exposure station EXP so that various preliminary steps can be performed. The preliminary step can include mapping the surface height of the substrate using a height sensor, and measuring the position of the alignment mark on the substrate using an alignment sensor. The alignment marks are usually arranged in a regular grid pattern. However, due to inaccuracies in forming the marks, the marks also deviate from the ideal grid due to substrate deformation that occurs throughout processing of the substrate. Because of this, in addition to measuring the position and orientation of the substrate when the device prints product features to precise positions with extremely high accuracy, in practice the alignment sensor actually marks a large number of marks across the substrate area The position of the must be measured in detail. The apparatus can be of the so-called two-stage type, with two substrate tables each containing a positioning system controlled by a control unit LACU. While one substrate mounted on one substrate table is exposed at the exposure station EXP, another substrate can be mounted on the other substrate table at the measurement station MEA so that various preliminary steps can be performed . Therefore, the measurement of the alignment mark is very time consuming, and providing two substrate tables enables a significant improvement of the throughput of the device. While the substrate table is at the measurement station and the exposure station, a second position sensor is provided which enables the position sensor IF to detect the position of the substrate table at both stations if the position of the substrate table can not be measured. be able to. The lithographic apparatus LA may be, for example, a so-called two-stage type having two substrate tables WTa, WTb and two stations (exposure station and measurement station) at which the substrate tables can be exchanged.

[0025] 製造設備内で、装置200は、装置200でパターンを形成するために、感光性レジストおよび他の被覆を基板Wに塗布する被覆装置208も収容する「リソセル」または「リソクラスタ」の一部を形成する。装置200の出力側には、露光されたパターンを現像して物理レジストパターンにするために、焼成装置210および現像装置212が設けられている。これらの全装置間で、基板ハンドリングシステムは、基板の支持と、1つの装置から次の装置への基板の移送とを引き受ける。しばしば一括してトラックと称されるこれらの装置は、トラック制御ユニットの制御下にあり、トラック制御ユニットは、それ自体、監視制御システム(SCS)238によって制御され、監視制御システムSCSはまた、リソグラフィ装置制御ユニットLACUを通してリソグラフィ装置を制御する。こうして、様々な装置は、スループットおよび処理効率を最大限にするように動作することができる。監視制御システムSCSは、各パターン付き基板を形成するために実施されるステップの定義をより詳細に規定したレシピ情報Rを受け取る。   [0025] Within the manufacturing facility, apparatus 200 is also a "litho cell" or "litho cluster" that also contains a coating apparatus 208 that applies a photosensitive resist and other coatings to substrate W to form a pattern with apparatus 200. Form a part. At the output side of the apparatus 200, a baking apparatus 210 and a developing apparatus 212 are provided to develop the exposed pattern into a physical resist pattern. Between all these devices, the substrate handling system takes care of the support of the substrate and the transfer of the substrate from one device to the next. These devices, often collectively referred to as tracks, are under the control of a track control unit, which itself is controlled by a supervisory control system (SCS) 238, which also controls lithography. Control the lithographic apparatus through the device control unit LACU. Thus, various devices can operate to maximize throughput and processing efficiency. The supervisory control system SCS receives recipe information R which defines in more detail the definition of the steps to be carried out to form each patterned substrate.

[0026] パターンがリソセルにおいて付加され、現像されると、パターン付き基板220は、222、224、226などで示す他の処理装置に移送される。典型的な製造設備の様々な装置によって、様々な処理ステップが実施される。例として、この実施形態の装置222は、エッチングステーションであり、装置224は、エッチング後のアニールステップを行う。さらなる物理的および/または化学的処理ステップがさらなる装置226などに適用される。材料の堆積、表面材料特性の改質(酸化、ドーピング、イオン注入など)、化学機械研磨(CMP)などの様々なタイプの処理が、実際のデバイスを作製するために必要とされ得る。装置226は、実際上、1つ以上の装置で実施される一連の様々な処理ステップを表すことができる。   [0026] Once the pattern is applied in the lithographic cell and developed, the patterned substrate 220 is transferred to other processing devices, such as indicated at 222, 224, 226, and so forth. Various processing steps are performed by the various devices of a typical manufacturing facility. As an example, the device 222 of this embodiment is an etch station, and the device 224 performs a post etch annealing step. Additional physical and / or chemical processing steps may be applied to additional devices 226 and the like. Various types of processing, such as deposition of materials, modification of surface material properties (oxidation, doping, ion implantation, etc.), chemical mechanical polishing (CMP), etc. may be required to fabricate actual devices. Device 226 may, in fact, represent a series of various processing steps performed on one or more devices.

[0027] 公知のように、半導体デバイスの製造は、基板の層ごとに適切な材料およびパターンを用いてデバイス構造を構築するために、そのような処理を多数繰り返すことを必要とする。相応して、リソクラスタに到達した基板230は、新たに用意された基板とすることができ、または基板230は、このクラスタで、または全く別の装置ですでに処理された基板とすることができる。同様に、必要とされる処理に応じて、基板232は、装置226から出ると、次のパターン形成処理のために同じリソクラスタに戻すことができ、またはパターン形成処理のために、行き先を異なるクラスタにすることができ、またはダイシングおよびパッケージ化のために送られる完成品とすることができる。   [0027] As is known, the fabrication of semiconductor devices requires multiple repetitions of such processing in order to build the device structure using the appropriate materials and patterns for each layer of the substrate. Correspondingly, the substrate 230 which has reached the litho cluster can be a freshly prepared substrate, or the substrate 230 can be a substrate already processed in this cluster or in a completely different apparatus. . Similarly, depending on the processing required, the substrate 232 can be returned to the same litho cluster for the next patterning process upon exiting the device 226, or different destinations for the patterning process. Or can be a finished product sent for dicing and packaging.

[0028] 製品構造の各層は、プロセスステップの異なるセットを必要とし、各層で使用される装置226は、タイプが完全に異なることがある。さらに、装置226によって適用される処理ステップが名目上同じである場合でさえ、大型設備において、様々な基板に対してステップ226を実施するために、並行して動作するいくつかの同一と考えられる機械があり得る。これらの機械間の構成または欠点の小さな相違は、この小さな相違が、様々な基板に異なる形で影響を及ぼすことを意味し得る。エッチング(装置222)などの比較的各層に共通であるステップでさえ、名目上同一であるが、スループットを最大化するために並行して動作するいくつかのエッチング装置によって実施されることがある。実際上、さらに、様々な層は、エッチングされる材料の細部と、例えば、異方性エッチングなどの特別な要件とに応じて、様々なエッチングプロセス、例えば、化学エッチング、プラズマエッチングを必要とする。   [0028] Each layer of the product structure requires a different set of process steps, and the devices 226 used in each layer may be completely different in type. Furthermore, even if the processing steps applied by the device 226 are nominally the same, in large installations, it may be considered several identical working in parallel to perform the step 226 for various substrates There can be a machine. Small differences in configuration or defects between these machines can mean that the small differences affect the various substrates in different ways. Even steps that are relatively common to each layer, such as etch (apparatus 222), may be performed by several etchers that are nominally identical but operate in parallel to maximize throughput. In fact, furthermore, the various layers require different etching processes, for example chemical etching, plasma etching, depending on the details of the material to be etched and the special requirements, such as, for example, anisotropic etching. .

[0029] 上記のように、前の、および/または次のプロセスは、他のリソグラフィ装置で実施することができ、様々なタイプのリソグラフィ装置で実施することさえできる。例えば、解像度およびオーバーレイなどのパラメータに関して要求がきわめて厳しい一部の層は、デバイス製造プロセスにおいて、要求があまり厳しくない他の層よりも高度なリソグラフィツールで実施することができる。したがって、一部の層は、液浸タイプのリソグラフィツールで露光することができ、一方、他の層は、「ドライ」ツールで露光される。一部の層は、DUV波長で動作するツールで露光することができ、一方、他の層は、EUV波長の放射線を使用して露光される。   [0029] As mentioned above, the previous and / or subsequent processes may be performed on other lithographic apparatus, and may even be performed on various types of lithographic apparatus. For example, some layers that are highly demanding with regard to parameters such as resolution and overlay can be implemented with more advanced lithography tools in the device manufacturing process than other layers that are less demanding. Thus, some layers can be exposed with an immersion type lithography tool, while other layers are exposed with a "dry" tool. Some layers can be exposed with tools operating at DUV wavelengths, while other layers are exposed using radiation at EUV wavelengths.

[0030] リソグラフィ装置によって露光される基板が、正確かつ一貫的に露光されるために、露光された基板を検査して、基板層間のオーバーレイエラー、線太さ、クリティカルディメンジョン(CD)などの特性を測定するのが望ましい。相応して、リソセルLCが配置された製造設備は、メトロロジシステムMETも含み、メトロロジシステムMETは、リソセルで処理された基板Wの一部またはすべてを受け入れる。メトロロジの結果は、監視制御システムSCSに直接的に、または間接的に供給される。エラーが検出されると、特に、同じバッチの他の基板がそれでも露光される程度にすぐに、かつ素早くメトロロジを行うことができる場合に、次の基板の露光を調整することができる。また、すでに露光された基板は、歩留まりを改善するために剥がして再処理するか、または廃棄することができ、それにより、欠陥があると分かっている基板に対するさらなる処理の実施を回避する。基板の一部のターゲット部分だけに欠陥がある場合に、良好であるターゲット部分に対してだけ、さらなる露光を実施することができる。   [0030] In order for the substrate exposed by the lithographic apparatus to be exposed accurately and consistently, the exposed substrate is inspected to characterize the overlay error between the substrate layers, line thickness, critical dimension (CD), etc. It is desirable to measure Correspondingly, the manufacturing facility in which the lysocell LC is arranged also includes the metrology system MET, which receives some or all of the substrates W processed in the lysocell. Metrology results are supplied directly or indirectly to the supervisory control system SCS. If an error is detected, the exposure of the next substrate can be adjusted, especially if the metrology can be done as quickly and quickly as other substrates of the same batch are still exposed. Also, already exposed substrates can be stripped and reprocessed to improve yield, or discarded, thereby avoiding performing further processing on substrates that are known to be defective. If only a portion of the target portion of the substrate is defective, further exposure can be performed only on the target portion that is good.

[0031] 製造プロセスの所望の段階で、製品のパラメータを測定するために設けられたメトロロジ装置240も図1に示されている。最新のリソグラフィ製造設備のメトロロジ装置の一般的な例には、スキャトロメータ、例えば、角度分解スキャトロメータまたは分光スキャトロメータがあり、このスキャトロメータは、装置222でエッチングを行う前に、220で現像された基板の特性を測定するのに使用することができる。メトロロジ装置240を使用して、例えば、オーバーレイまたはクリティカルディメンジョン(CD)などの重要な性能パラメータが、現像されたレジストで特定の精度要件を満たしていないことを明らかにすることができる。エッチングステップの前に、現像されたレジストを剥がし、リソクラスタによって基板220を再処理する機会が存在する。やはり公知のように、装置240からのメトロロジの結果242を使用して、リソクラスタでのパターン形成処理の高精度な性能を維持し、監視制御システムSCSおよび/または制御ユニットLACU206によって、長期にわたる小調整を行い、それにより、製品が仕様から外れる、または再処理を必要とするリスクを最小限にすることができる。当然のことながら、メトロロジ装置240および/または他のメトロロジ装置(図示せず)は、処理済み基板232、234および投入基板230の特性を測定するのに使用することができる。   Also shown in FIG. 1 is a metrology device 240 provided to measure product parameters at desired stages of the manufacturing process. A common example of a metrology apparatus in a state-of-the-art lithography manufacturing facility is a scatterometer, for example, an angle resolved scatterometer or a spectroscopic scatterometer, which is used prior to etching in the apparatus 222. It can be used to measure the properties of the substrate developed at 220. The metrology device 240 can be used to reveal that important performance parameters, such as, for example, overlays or critical dimensions (CDs), do not meet specific accuracy requirements with the developed resist. Prior to the etching step, there is an opportunity to strip the developed resist and reprocess the substrate 220 by lithoclusters. As is also known, the metrology results 242 from the apparatus 240 are used to maintain high accuracy performance of the patterning process on the litho cluster and to make minor adjustments over time by means of the supervisory control system SCS and / or the control unit LACU 206. To minimize the risk of the product falling out of specification or requiring reprocessing. It will be appreciated that the metrology device 240 and / or other metrology devices (not shown) can be used to measure the properties of the processed substrates 232, 234 and the input substrate 230.

[0032] リソグラフィ製造技術の各世代(通常、技術「ノード」と呼ばれる)は、CDなどの性能パラメータに対して厳密な仕様を有する。メトロロジの主要な問題の1つは、メトロロジターゲットのサイズが、メトロロジ装置240で通常使用されるターゲットよりも小さいのが望ましいことである。例えば、現在の目標は、5μm x 5μm、またはさらに小サイズのターゲットを使用することである。これらの小サイズは、ターゲットが(製品領域間のスクライブレーン領域に閉じ込められるのではなくて)製品構造の中に配置される、いわゆる「インダイ(in-die)」メトロロジ、またはターゲットが製品構造自体である「オンプロダクト(on product)」メトロロジのより幅広い使用を可能にする。オンプロダクトCDメトロロジに現在使用されている唯一のメトロロジ技術は電子顕微鏡法(CD−SEM)である。この公知の技術は、次世代のノードに対して限界を見せ、単に構造のきわめて限定された幾何学情報をもたらすに過ぎない。   [0032] Each generation of lithographic fabrication techniques (commonly referred to as the technique "node") has strict specifications for performance parameters such as CD. One of the major issues of metrology is that the size of the metrology target is desirably smaller than the targets typically used by the metrology device 240. For example, the current goal is to use a 5 μm × 5 μm or smaller target. These small sizes are the so-called "in-die" metrology in which the target is placed in the product structure (instead of being confined to the scribe lane area between the product areas), or the target is the product structure itself Enables a wider use of “on product” metrology. The only metrology technology currently used for on-product CD metrology is electron microscopy (CD-SEM). This known technique shows limits for the next generation of nodes and only provides very limited geometry information of the structure.

[0033] 最小構造のメトロロジを改善する1つの手法は、例えば、極紫外線(EUV)、軟x線、さらには硬x線領域のより短い波長の放射を使用することである。例えば、分光EUV反射計測を含むEUV反射計側は、次世代の技術ノードに対するCDメトロロジ法と考えられる。透過モード(T−SAXS)または斜入射モード(GI−SAXS)において、小角x線散乱などのx線散乱技術も考えられる。これに関連したEUVメトロロジの原理および実施については、上記の特許出願欧州特許第15160786号に提示されている。そこでは、EUV反射計側は、高感度という利益をもたらし、プロセス変動に対して強く、対象となるパラメータに対して選択的であることが明示されている。   [0033] One approach to improving the metrology of minimal structures is to use shorter wavelength radiation, for example, extreme ultraviolet (EUV), soft x-rays, and even hard x-ray regions. For example, the EUV reflectometer side including spectral EUV reflection measurement is considered to be a CD metrology method for the next generation technology node. In transmission mode (T-SAXS) or grazing incidence mode (GI-SAXS), x-ray scattering techniques such as small angle x-ray scattering are also contemplated. The principles and implementation of EUV metrology associated with this are presented in the above-mentioned patent application EP 15 160 786. There, it is clearly shown that the EUV reflectometer side offers the benefit of high sensitivity, is robust to process variations and is selective to the parameters of interest.

[0034] 本開示において、硬x線は、例えば、0.01〜0.1nmの範囲を含む約0.1nm未満の波長を有する光線とみなされる。軟x線またはEUVは、約0.1nm〜125nmの波長に及ぶ範囲を指す。検査を受ける構造の寸法に合わせて、これらの範囲の様々な部分範囲を選択することができる。例えば、現在のリソグラフィ技術の限界にある半導体構造に対して、0.1〜20nm、または0.1〜10nm、または1〜5nmの範囲の波長が考えられる。構造のサイズだけでなく、それらの材料特性も、検査で使用する波長の選択に影響を及ぼし得る。例えば、反射計測を実施するために、構造の少なくともバックグラウンド材料は、使用される波長において良好な反射強度を必要とする。埋もれたフィーチャの検査に対して、波長は、上にある材料を十分に貫通するように選択されなければならない。   [0034] In the present disclosure, hard x-rays are considered to be light beams having a wavelength of less than about 0.1 nm, including, for example, the range of 0.01 to 0.1 nm. Soft x-ray or EUV refers to a range spanning wavelengths of about 0.1 nm to 125 nm. Various sub-ranges of these ranges can be selected according to the dimensions of the structure to be inspected. For example, for semiconductor structures that are at the limit of current lithographic techniques, wavelengths in the range of 0.1 to 20 nm, or 0.1 to 10 nm, or 1 to 5 nm are contemplated. Not only the size of the structures but also their material properties can influence the choice of wavelengths used in the inspection. For example, to perform reflection measurements, at least the background material of the structure needs a good reflection intensity at the wavelengths used. For inspection of buried features, the wavelength must be selected to penetrate the overlying material sufficiently.

[0035] EUVメトロロジは、(現像検査後、または、ADIに)リソセル内で処理されたレジスト材料内の構造を測定する、かつ/または(エッチング検査後、または、AEIに)構造がより硬質な材料で形成された後、構造を測定するために使用することができる。例えば、基板は、現像装置212、エッチング装置222、アニール装置224、および/または他の装置226で処理された後、EUVメトロロジ装置244を使用して検査することができる。   [0035] EUV metrology (after development inspection or ADI) measures the structure in the resist material processed in the lithocell and / or (after etching inspection or AEI) the structure is more rigid Once formed of the material, it can be used to measure the structure. For example, the substrate may be inspected using EUV metrology device 244 after being processed in development apparatus 212, etching apparatus 222, annealing apparatus 224, and / or other apparatus 226.

[0036] 大量生産用途に対して、各測定の取得時間を短縮するために、高輝度放射線源が望ましい。現在のコンパクトなx線源の出力が限定されるということは、特に小サイズのメトロロジターゲットに対して、公知のT−SAXS技術のスループットが非常に低いということである。これは、特に、基板上の小ターゲット領域を照明するために、きわめて小さいスポット径を得ようとする場合である。公知のEUV源は輝度も制限され、波長の選択も制限される。ターゲット構造のコントラストを最大にし、様々な材料からなる構造を区別するために、広い範囲にわたる波長の精密な制御が望ましい。   [0036] For mass production applications, high intensity radiation sources are desirable to reduce the acquisition time of each measurement. The limited power of current compact x-ray sources means that the throughput of the known T-SAXS technology is very low, especially for small size metrology targets. This is especially the case when trying to obtain a very small spot diameter in order to illuminate a small target area on the substrate. The known EUV sources also have limited brightness and limited choice of wavelength. Precise control of the wavelength over a wide range is desirable to maximize the contrast of the target structure and to distinguish structures of different materials.

[0037] 図1に示す製造システムは、光学スキャトロメータ240に加えて、1つ以上のEUVメトロロジ装置244を含む。このEUVメトロロジ装置は、付加的なメトロロジ結果246をもたらし、この付加的なメトロロジ結果246は、リソグラフィ製造システムの全体としての品質および性能改善のさらなる制御を行うために、監視制御システムSCSで使用することができる。光学スキャトロメータ240と同様に、メトロロジ装置244は、上記のADIおよびAEIなどの製造の様々な段階で使用することができる。   The manufacturing system shown in FIG. 1 includes one or more EUV metrology devices 244 in addition to the optical scatterometer 240. The EUV metrology apparatus provides additional metrology results 246, which are used by the supervisory control system SCS to provide further control of the overall quality and performance improvement of the lithographic manufacturing system. be able to. Similar to the optical scatterometer 240, the metrology device 244 can be used at various stages of manufacture, such as ADI and AEI described above.

EUV反射計側法
[0038] 図2は、(a)メトロロジ法および(b)メトロロジ装置300を示している。装置は、EUVメトロロジ装置244の一例として、図1の製造システムで処理された基板Wのパラメータを測定するために使用することができる。装置は、EUV以外の波帯で使用することができる。
EUV reflectometer side method
FIG. 2 shows (a) a metrology method and (b) a metrology device 300. The apparatus may be used to measure parameters of the substrate W processed by the manufacturing system of FIG. 1, as an example of an EUV metrology device 244. The device can be used in wavebands other than EUV.

[0039] 図2(a)において、ターゲットTは、球形基準フレームの原点にある1次元格子構造を含むとして概略的に示されている。軸X、Y、Zは、ターゲットを基準として規定されている。(当然のことながら、原則的に任意の座標系を設定することができ、各コンポーネントは、図示したものに対して設定できるそれ自体の局部基準フレームを有することができる)。ターゲット構造の周期性Dの方向はX軸と一致している。図面は真の透視図ではなくて、概略的に図示しているだけである。X−Y平面は、ターゲットおよび基板の平面であり、明瞭にするために、見る人に対して傾斜して示され、円302の斜め図によって示されている。Z方向は、基板に垂直な方向Nを規定する。図2(a)において、入射放射線は304で表記され、斜入射角αを有する。この例では、入射光線304(および放射スポットSを形成するすべての入射光線)は、方向D、Nで規定され、円306で表される平面であるX−Z平面に実質的に平行な平面に位置する。ターゲットTの周期構造によって散乱しない反射光線308(すなわち、鏡面反射光線)は、高さ角αで図のターゲットの右手側に向かって出て行く。   [0039] In FIG. 2 (a), the target T is schematically illustrated as including a one-dimensional lattice structure at the origin of the spherical reference frame. The axes X, Y, Z are defined relative to the target. (Of course, in principle any coordinate system can be set, each component can have its own local reference frame that can be set for what is shown). The direction of the periodicity D of the target structure is coincident with the X axis. The drawings are not true perspective views, they are only schematically illustrated. The X-Y plane is the plane of the target and the substrate, which is shown tilted with respect to the viewer for clarity, and is illustrated by the oblique view of the circle 302. The Z direction defines a direction N perpendicular to the substrate. In FIG. 2 (a), the incident radiation is labeled 304 and has a grazing incidence angle α. In this example, the incident beam 304 (and all incident beams forming the radiation spot S) are defined in the directions D, N and a plane substantially parallel to the XZ plane, which is the plane represented by the circle 306 Located in Reflected rays 308 (ie specular rays) that are not scattered by the periodic structure of the target T exit at the height angle α towards the right hand side of the target in the figure.

[0040] 他の光線310は、ターゲットの回折特性に従って、鏡面反射と異なる角度で散乱する。これらの光線と鏡面光線との間の分離角は、放射の波長とターゲットのフィーチャの間隔との間の関係によって決まる。図面は一定の縮尺ではない。例えば、検出器312は、図示したものよりもターゲットから接近することも、または遠ざかることもあり、ターゲット格子は、たいていの場合検出器と比較してきわめて小さく、光線310の回折角は図示したものよりもはるかに広い。   The other rays 310 scatter at an angle different from specular reflection, according to the diffractive properties of the target. The separation angle between these rays and specular rays is determined by the relationship between the wavelength of the radiation and the spacing of the features of the target. The drawings are not to scale. For example, the detector 312 may be closer to or further from the target than shown, the target grating is often very small compared to the detector, and the diffraction angle of the beam 310 is as illustrated Much wider than.

[0041] 反射計測を実施するために、光線308および/または散乱光線310は、光検出器312によって捕捉される。検出器312は、例えば、位置感応型EUV検出器、典型的には検出器素子のアレイを含む。アレイは、直線アレイとすることができるが、実際上、素子(ピクセル)の2次元アレイを設けることができる。検出器313は、例えば、CCD(電荷結合素子)像センサ、またはCMOS像センサとすることができる。この検出器は、反射放射を電気信号に、最終的には解析のためのデジタルデータに変換するために使用される。原理的には、いくつかのタイプの測定を行うのに単一ピクセルの検出器で十分であり得る。2次元像検出器を有することで、より融通の利く動作が可能になる。   The light beam 308 and / or the scattered light beam 310 are captured by the light detector 312 in order to perform a reflection measurement. Detector 312 includes, for example, a position sensitive EUV detector, typically an array of detector elements. The array may be a linear array, but in practice a two dimensional array of elements (pixels) may be provided. The detector 313 can be, for example, a CCD (charge coupled device) image sensor or a CMOS image sensor. This detector is used to convert the reflected radiation into an electrical signal and ultimately into digital data for analysis. In principle, a single pixel detector may be sufficient to make several types of measurements. Having a two-dimensional image detector allows more flexible operation.

[0042] 1つ以上の波長および1つ以上の入射角値αに対して得られた測定スペクトルから、下記にさらに説明する態様でターゲット構造Tの特性の測定値を計算することができる。   From the measured spectra obtained for one or more wavelengths and one or more incident angle values α, it is possible to calculate measured values of the properties of the target structure T in the manner further described below.

EUV反射計測装置
[0043] 図2(b)を参照すると、図2(a)の方法によって、基板W上に形成されたメトロロジターゲットTの特性を測定するためのメトロロジ装置300が提示されている。様々なハードウェアコンポーネントが概略的に示されている。これらのコンポーネントの実用的な実施は、公知の設計原理に基づき、既存のコンポーネントおよび特別に設計されたコンポーネントの混合体を使用して、当業者によって行うことができる。説明される他のコンポーネントに対して、基板を所望の位置および向きに保持するために、(詳細に図示しない)支持体が設けられる。放射源330は、放射を照明システム332に供給する。照明システム332は、光線304によって示される放射ビームを供給し、(他の光線と共に照明ビームを形成する)光線304は、合焦照射スポットをターゲットT上に形成する。検出器312および任意の光学コンポーネントは、簡便に検出システム333とみなすことができる。
EUV reflection measurement device
[0043] Referring to FIG. 2 (b), a metrology apparatus 300 for measuring the characteristics of the metrology target T formed on the substrate W by the method of FIG. 2 (a) is presented. Various hardware components are shown schematically. The practical implementation of these components can be performed by those skilled in the art using a mixture of existing components and specially designed components based on known design principles. A support (not shown in detail) is provided to hold the substrate in the desired position and orientation relative to the other components described. Radiation source 330 provides radiation to illumination system 332. The illumination system 332 provides the radiation beam indicated by the light beam 304, which (with the other light beams forms the illumination beam) forms a focused illumination spot on the target T. Detector 312 and any optical components can be conveniently considered as detection system 333.

[0044] この例の基板Wは、光線304の入射角λを調整できるように、位置決めシステム334を有する可動支持体に取り付けられている。この例では、入射角を変えるために、基板Wを傾けることが便宜上選択され、一方、放射源330および照明システム332は静止したままである。反射光線308を捕捉するために、検出システム333は、さらなる可動支持体336を設けられ、そのため、検出システム333は、静止した照明システムに対して角度2αにわたって移動する、または基板に対して角度αにわたって移動する。反射計測の斜入射レジームでは、図示するように、基板の平面を基準として入射角αを定義するのが簡便である。当然のことながら、入射角αはまた、入射光線304の入射方向と基板に垂直な方向Nとの間の角度として定義することができる。   The substrate W in this example is attached to a movable support having a positioning system 334 so that the angle of incidence λ of the light beam 304 can be adjusted. In this example, tilting the substrate W is conveniently selected to change the angle of incidence while the radiation source 330 and the illumination system 332 remain stationary. In order to capture the reflected beam 308, the detection system 333 is provided with a further movable support 336 so that the detection system 333 moves over the angle 2α with respect to the stationary illumination system or the angle α with respect to the substrate Move across. In the oblique incidence regime of reflection measurement, it is convenient to define the incident angle α with reference to the plane of the substrate as shown. It will be appreciated that the angle of incidence α can also be defined as the angle between the direction of incidence of the incident beam 304 and the direction N perpendicular to the substrate.

[0045] 代替の実施形態では、入射角は、例えば、円錐形のマウントを使用することで、2次元以上で変わることができる。このタイプの装置およびその潜在的な恩恵については、上記の欧州特許出願番号15160786号に詳細に記載されている。その出願の内容全体は、参照により本明細書に援用される。   [0045] In an alternative embodiment, the angle of incidence can be varied in more than one dimension, for example by using a conical mount. This type of device and its potential benefits are described in detail in the above-mentioned European patent application no. 15160786. The entire content of that application is incorporated herein by reference.

[0046] 図示しない付加的なアクチュエータが、各ターゲットTを放射線の合焦スポットSが配置された位置に運ぶために設けられる。(これについて別の形を考えると、スポットをターゲットが配置された位置に持って行く)。実際の適用では、単一の基板上に、測定される一連の個々のターゲットまたは1つのターゲットの位置が存在することができ、一連の基板もあり得る。原則的に、照明システムおよび検出器が静止したままの間、基板およびターゲットが移動して向きを変えられるかどうか、または照明システムおよび検出器が移動する間、基板が静止したままであるかどうか、または様々なコンポーネントの相対移動が、これらの技術の組み合わせによって行われるかどうかは重要ではない。本開示は、これらの変形型のすべてを包含する。   [0046] An additional actuator, not shown, is provided to carry each target T to the position where the focusing spot S of the radiation is located. (If you think about this in another way, take the spot to the position where the target was placed). In practical applications, there can be a series of individual targets to be measured or the position of one target on a single substrate, and there can be a series of substrates. In principle, whether the substrate and the target can be moved and turned while the illumination system and the detector remain stationary, or if the substrate remains stationary while the illumination system and the detector move. It does not matter if the relative movement of the various components is performed by a combination of these techniques. The present disclosure includes all of these variations.

[0047] 図2(a)を参照してすでに説明したように、ターゲットTおよび基板Wで反射した放射は、検出器312に当たる前に、様々な波長の光線のスペクトル310に分割される。入射ビームの強度を測定して、基準として使用するために、通常、第2の検出338も設けられる。プロセッサ340は、検出器312、338から信号を受け取る。1つ以上の入射角に対して得られた反射データは、ターゲットの特性の測定値、例えば、CDまたはオーバーレイを計算するためにプロセッサで使用される。   The radiation reflected from the target T and the substrate W is split into spectra 310 of rays of various wavelengths before striking the detector 312, as already described with reference to FIG. 2 (a). A second detection 338 is also typically provided to measure the intensity of the incident beam and use it as a reference. Processor 340 receives signals from detectors 312, 338. The reflection data obtained for one or more angles of incidence are used by the processor to calculate a measurement of the property of the target, for example a CD or an overlay.

[0048] 図3(a)は、特に、オーバーレイメトロロジとの関連で、いわゆる暗視野結像メトロロジを実施する検査装置の主要要素を概略的に示している。装置は、スタンドアロン型デバイスとするか、または、例えば、測定ステーション202もしくはメトロロジステーション240、244の何れかで、リソグラフィ装置200に組み込むことができる。装置全体にわたっていくつかの分岐を有する光軸は、点線Oで示されている。ターゲット格子構造Tおよび回折光線は、図3(b)にさらに詳細に示されている。   [0048] FIG. 3 (a) schematically shows the main elements of an inspection apparatus that implements so-called dark field imaging metrology, in particular in the context of overlay metrology. The apparatus may be a stand-alone device or may be incorporated into the lithographic apparatus 200, for example, at either the measurement station 202 or the metrology stations 240, 244. The optical axis with several branches throughout the device is indicated by the dotted line O. The target grating structure T and the diffracted rays are shown in more detail in FIG. 3 (b).

[0049] 導入部に記載した先行出願で説明されているように、図3(a)の暗視野結像装置は、分光スキャトロメータの代わりに、または分光スキャトロメータに加えて使用することができる多目的角度分解スキャトロメータの一部とすることができる。このタイプの検査装置では、放射源11から放射された放射線は、照明システム12によって調整される。例えば、照明システム12は、コリメートレンズシステムおよびアパーチャデバイスを含むことができる。調整された放射は、照明光路をたどり、照明光路内で部分反射面15によって反射され、顕微鏡対物レンズ16を介して基板W上のスポットSに合焦される。メトロロジターゲットTは、基板Wに形成することができる。レンズ16は、好ましくは少なくとも0.9、より好ましくは少なくとも0.95の高い開口数(NA)を有する。必要な場合に、液浸流体を使用して1を超える開口数を得ることができる。多目的スキャトロメータは、2つ以上の測定分岐を有することができる。さらに、実用装置には、例えば、強度の正規化用、取込みターゲットの粗像形成用、合焦用などの基準放射を収集するためのさらななる光学系および分岐が含まれる。これらの詳細は、上記の先行公報に見ることができる。本開示において、暗視野結像メトロロジの対象となる測定分岐だけが図示され、詳細に説明される。   [0049] As described in the prior application described in the introduction section, the dark field imaging apparatus of FIG. 3 (a) may be used in place of or in addition to a spectroscopic scatterometer. Can be part of a multi-purpose angle-resolved scatterometer. In this type of inspection device, the radiation emitted from the radiation source 11 is conditioned by the illumination system 12. For example, the illumination system 12 can include a collimating lens system and an aperture device. The conditioned radiation follows the illumination light path, is reflected by the partially reflective surface 15 in the illumination light path and is focused on the spot S on the substrate W via the microscope objective 16. The metrology target T can be formed on the substrate W. The lens 16 preferably has a high numerical aperture (NA) of at least 0.9, more preferably at least 0.95. If necessary, immersion fluid can be used to obtain numerical apertures greater than one. Multi-purpose scatterometers can have more than one measurement branch. Furthermore, practical devices include further optics and branches for collecting reference radiation, eg for intensity normalization, for coarse imaging of acquisition targets, for focusing etc. These details can be found in the above mentioned prior publication. In the present disclosure, only the measurement branches targeted for dark field imaging metrology are shown and described in detail.

[0050] 暗視野結像の収集路では、結像光学系21は、基板W上のターゲットの像をセンサ23(例えば、CCDまたはCMOSセンサ)上に形成する。開口絞り20は、収集路の平面P’に設けられている。平面P’は、対物レンズ16の瞳面P(図示せず)と共役の平面である。開口絞り20は、瞳絞りと称されることもある。開口絞り20は、照明開口が様々な形態をとることができるのと同様に、様々な形態をとることができる。開口絞り20は、レンズ16の有効開口と共同して、散乱線のどの部分を使用してセンサ23上に像を形成するかを定める。通常、開口絞り20は、ゼロ次回折ビームを遮断するように機能するので、センサ23上に形成されるターゲットの像は、一次ビームからのみ形成される。両方の一次ビームが組み合わされて像を形成する例では、この像は、暗視野顕微鏡に相当する、いわゆる暗視野像である。しかし、本願では、下記に説明するように、一次の1つだけが一度に結像される。センサ23によって取り込まれた像は、画像プロセッサおよびコントローラ40に出力され、これらの機能は、行われる測定の特定のタイプによって決まる。この用途に対して、ターゲット構造の非対称性の測定が行われる。非対称性測定は、ターゲット構造を形成するのに使用されるリソグラフィプロセスの性能パラメータの測定値を得るために、ターゲット構造の情報と組み合わせることができる。この方法で測定できる性能パラメータには、例えば、オーバーレイ、焦点距離、およびドーズがあり得る。   In the dark field imaging collection path, the imaging optics 21 form an image of the target on the substrate W on a sensor 23 (eg, a CCD or CMOS sensor). The aperture stop 20 is provided on the plane P 'of the collection passage. The plane P ′ is a plane conjugate to the pupil plane P (not shown) of the objective lens 16. The aperture stop 20 may be referred to as a pupil stop. The aperture stop 20 can take various forms, as can the illumination openings take various forms. The aperture stop 20 cooperates with the effective aperture of the lens 16 to define which part of the scattered radiation is used to form an image on the sensor 23. Typically, the aperture stop 20 functions to block the zero order diffracted beam so that the image of the target formed on the sensor 23 is formed only from the primary beam. In the example where both primary beams are combined to form an image, this image is a so-called dark-field image corresponding to a dark-field microscope. However, in the present application, only one primary is imaged at a time, as described below. The image captured by the sensor 23 is output to an image processor and controller 40, these functions depending on the particular type of measurement to be made. For this application, a measurement of the asymmetry of the target structure is made. Asymmetry measurements can be combined with target structure information to obtain measurements of performance parameters of the lithographic process used to form the target structure. Performance parameters that can be measured in this manner may include, for example, overlay, focal length, and dose.

[0051] メトロロジターゲットTが基板Wに設けられる場合、メトロロジターゲットTは1D格子とすることができ、1D格子は、現像後に、バーが、連続するレジスト線で形成されるようにプリントされる。ターゲットは2D格子とすることができ、この格子は、現像後に、連続するレジストピラーまたはレジスト内のビアで形成されるようにプリントされる。あるいは、バー、ピラー、またはビアは、基板にエッチングで形成することができる。各これらの格子は、検査装置を使用して特性を調べることができるターゲット構造の例である。   [0051] If a metrology target T is provided on the substrate W, the metrology target T can be a 1D grid, and the 1D grid is printed after development so that the bars are formed by continuous resist lines Ru. The target can be a 2D grid, which after development is printed to be formed with successive resist pillars or vias in the resist. Alternatively, the bars, pillars or vias can be etched into the substrate. Each of these grids is an example of a target structure that can be characterized using an inspection device.

[0052] 照明システム12の様々なコンポーネントは、同じ装置内で様々なメトロロジ「レシピ」を実施するように調整可能である。特定の特性として、波長(色)および偏光を選択することに加えて、照明システム12は、様々な照明プロファイルを実施するように調整することができる。平面P”は、対物レンズ16の瞳面Pおよび検出器19の平面と共役であるので、平面P”の照明プロファイルは、基板W上のスポットSへの入射光の角度分布を規定する。様々な照明プロファイルを実施するために、照明路にアパーチャデバイスを設けることができる。アパーチャデバイスは、可動式スライダまたはホイールに取り付けられた様々な開口を含むことができる。あるいは、照明路は、プログラム可能な空間光モジュレータを含むことができる。さらなる代替案として、平面P”の様々な位置に光ファイバを配置して、光ファイバのそれぞれの位置に選択的に光を送ったり、または送らなかったりするために使用することができる。これらの変形版は、上記の文献で説明され、例示されている。   [0052] The various components of the lighting system 12 are adjustable to perform various metrology "recipes" within the same device. In addition to selecting wavelength (color) and polarization as particular properties, the illumination system 12 can be adjusted to implement various illumination profiles. Since the plane P ′ ′ is conjugate to the pupil plane P of the objective lens 16 and the plane of the detector 19, the illumination profile of the plane P ′ ′ defines the angular distribution of light incident on the spot S on the substrate W. An aperture device can be provided in the illumination path to implement different illumination profiles. The aperture device can include various apertures attached to the moveable slider or wheel. Alternatively, the illumination path can include a programmable spatial light modulator. As a further alternative, optical fibers can be placed at various locations in plane P ′ ′ and used to selectively transmit or not transmit light to the respective locations of the optical fibers. Variants are described and illustrated in the above-mentioned document.

[0053] 第1の例の照明モードでは、光線30aは、入射角が「I」で示す通りであるように供給され、ターゲットTによって反射されたゼロ次光線の光路は、「0」と表記されている(光軸「O」と混合しないこと)。第2の照明モードでは、光線30bを供給することができ、この場合に、入射および反射の角度が入れ替わる。これらの照明モードは共に、オフアクシス照明モードとして認識される。様々な目的のために、多数の異なる照明モードを実施することができる。   [0053] In the illumination mode of the first example, the light beam 30a is supplied such that the incident angle is as shown by "I", and the optical path of the zero-order light beam reflected by the target T is denoted as "0" (Do not mix with the optical axis "O"). In a second illumination mode, a light beam 30b can be provided, in which case the angles of incidence and reflection are switched. Both of these illumination modes are recognized as off-axis illumination modes. Many different illumination modes can be implemented for various purposes.

[0054] 図3(b)にさらに詳細に示すように、ターゲット構造の例としてのターゲット格子Tは、基板Wが対物レンズ16の光軸Oに垂直な状態で配置されている。オフアクシス照明プロファイルの場合に、軸Oから外れて角度をなして格子Tに当たった照明Iの光線は、ゼロ次光線(実線0)および2つの一次光線(一点鎖線+1および二点鎖線−1)を生じさせる。小ターゲット格子がオーバーフィルされる場合、これらの光線は、メトロロジ格子Tおよび他のフィーチャを含む基板の領域にわたる多数の平行光線の1つにすぎないことを忘れてはならない。照明光線30aのビームは、(有用な光量を収容するのに必要な)有限の幅を有するので、入射光線Iは、事実上、所定の角度範囲を占め、回折光線0および回折光線+1/−1は幾分広がる。小ターゲットの点広がり関数によれば、各次数+1、−1は、示すような単一の理想光線ではなく、所定の角度範囲にわたってさらに広がる。   As shown in more detail in FIG. 3 (b), the target grating T as an example of the target structure is arranged such that the substrate W is perpendicular to the optical axis O of the objective lens 16. In the case of an off-axis illumination profile, the rays of the illumination I which strike the grating T at an angle off the axis O are the zero-order ray (solid line 0) and the two primary rays (dashed-dot line +1 and dash-dot line -1 A). If the small target grid is overfilled, it should be remembered that these rays are only one of many parallel rays across the area of the substrate that contains the metrology grating T and other features. Because the beam of illumination beam 30a has a finite width (needed to accommodate useful light), incident beam I virtually occupies a predetermined angular range, and diffracted beam 0 and diffracted beam + 1 /- 1 spreads somewhat. According to the small target point spread function, each order +1, -1 is not a single ideal ray as shown, but extends further over a predetermined angular range.

[0055] 図3(a)をさらに参照すると、光線30aを用いた第1の照明モードのもとで、ターゲット格子からの+1次回折光線は、対物レンズ16に入り、センサ23に像が記録されるのに寄与する。第2の照明モードが使用される場合、光線30bは、光線30aとは反対の角度で入射し、そのため、−1次回折光線が対物レンズに入り、画像に寄与する。開口絞り20は、オフアクシス照明を使用した場合に、ゼロ次放射を遮断する。先行公報で説明されているように、照明モードは、XおよびY方向のオフアクシス照明で定義することができる。   With further reference to FIG. 3 (a), under the first illumination mode using ray 30a, the + first order diffracted ray from the target grating enters objective lens 16 and the image is recorded on sensor 23 Contribute to being If the second mode of illumination is used, ray 30b will be incident at an angle opposite to that of ray 30a so that the -first order diffracted ray will enter the objective and contribute to the image. The aperture stop 20 blocks zero-order radiation when using off-axis illumination. As described in the prior publication, illumination modes can be defined with off-axis illumination in the X and Y directions.

[0056] これらの様々な照明モード下で、ターゲット格子の像を比較することで、非対称性測定を行うことができる。あるいは、非対称性測定は、同じ照明モードを維持するが、ターゲットを回転させることで行うことができる。オフアクシス照明が示されているが、その代わりとして、ターゲットのオンアクシス照明を使用することができ、修正したオフアクシス開口20を使用して、実質的に1つの一次回折光だけをセンサに送ることができる。さらなる例では、開口絞り20に代えてプリズムが使用され、これらのプリズムは、+1次および−1次をセンサ23の異なる位置にそらす効果を有するので、2つの連続する像取込みステップの必要なしに、+1次および−1次を検出して比較することができる。この技術は、上記の公開済み特許出願である米国特許出願公開第2011102753A1号に開示されており、この特許の内容は、参照により本明細書に援用される。一次ビームの代わりに、または一次ビームに加えて、二次、三次、さらに高次のビーム(図3に示していない)を測定に使用することができる。さらなるバリエーションとして、オフアクシス照明モードは一定に保つことができ、一方、ターゲット自体は、反対の回折次数を使用して像を取り組むために、対物レンズ16の下で180°回転する。   Under these various illumination modes, asymmetry measurements can be made by comparing the images of the target gratings. Alternatively, the asymmetry measurement can be performed by maintaining the same illumination mode but rotating the target. Although off-axis illumination is shown, alternatively, on-axis illumination of the target can be used, using the modified off-axis aperture 20 to send substantially only one first order diffracted light to the sensor be able to. In a further example, prisms are used instead of the aperture stop 20 and these prisms have the effect of deflecting the + 1st and -1st orders to different positions of the sensor 23 so that there is no need for two successive image capture steps , +1 and -1 orders can be detected and compared. This technology is disclosed in the above-mentioned published patent application US Patent Application Publication No. 2011102753 A1, the contents of which are incorporated herein by reference. Instead of or in addition to the primary beam, secondary, tertiary and higher order beams (not shown in FIG. 3) can be used for the measurement. As a further variation, the off-axis illumination mode can be kept constant, while the target itself is rotated 180 ° under the objective 16 to work the image using the opposite diffraction order.

[0057] 一部のスキャトロメトリ技術は通常、可視波長を有する放射を使用して実施される。したがって、スキャトロメトリターゲット(または少なくともより高次の回折測定が行われるターゲット)は、基板上の製品構造のピッチよりも大きいピッチを有する。例として、スキャトロメトリターゲットは、ミクロン(μm)単位のターゲット格子ピッチを有することができ、それに対して、同じ基板上の製品構造は、ナノメートル(nm)単位のピッチを有することができる。   [0057] Some scatterometry techniques are usually performed using radiation having visible wavelengths. Thus, a scatterometry target (or a target on which at least higher order diffraction measurements are made) has a pitch that is greater than the pitch of the product structure on the substrate. As an example, a scatterometry target can have a target grating pitch in microns (μm), whereas product structures on the same substrate can have a pitch in nanometers (nm).

[0058] このピッチの相違は、製品構造の測定したオーバーレイと実際のオーバーレイとの間のオフセットを生じさせる。このオフセットは、少なくとも部分的に、リソグラフィ装置での光投射ディストーションおよび/または製造プロセスの他のステップでの別の処理によるものである。現在、オフセットは、測定されるオーバーレイ全体に大きく関与する。したがって、この関与を低減する、またはなくすことで、全体的なオーバーレイ精度が向上する。   [0058] This pitch difference results in an offset between the measured overlay of the product structure and the actual overlay. This offset is at least partially due to light projection distortion in the lithographic apparatus and / or another treatment in another step of the manufacturing process. Currently, offsets are largely responsible for the overall measured overlay. Thus, reducing or eliminating this involvement improves the overall overlay accuracy.

[0059] 製品構造のピッチに相当するピッチを用いて、回折に基づく測定を構造上で実施するために、可視光よりも波長が短い放射を使用することが必要である。しかし、製品構造の多くの層で現在使用されている、多結晶シリコンまたは非晶質炭素などのいくつかの材料は紫外線を吸収する。一方、「軟X線」スペクトル(約2nm〜40nm)の放射に対する吸収損失は、紫外線に対するよりもはるかに小さいことが分かった。なお、当然のことながら、製品構造の特定の吸光度は、層内で使用される特定の材料に依存する。特定の構造で使用される材料の特性に関する情報に基づいて、吸収損失を最小限にするように、使用する放射波長を選択することが可能である。   [0059] In order to carry out diffraction-based measurements on structures using a pitch corresponding to the pitch of the product structure, it is necessary to use radiation of shorter wavelength than visible light. However, some materials currently used in many layers of product structures, such as polycrystalline silicon or amorphous carbon, absorb ultraviolet light. On the other hand, it has been found that the absorption loss for the radiation of "soft x-ray" spectrum (about 2 nm to 40 nm) is much smaller than for ultraviolet light. It will be appreciated, however, that the specific absorbance of the product structure depends on the particular material used in the layer. Based on the information on the properties of the material used in a particular structure, it is possible to select the emission wavelength to be used to minimize absorption losses.

[0060] 例えば、オーバーレイエラーを求めるための回折に基づく測定の精度を最大限にするために、検出器に到達する放射の特性を最適化することが必要である。散乱線の特性は、使用する放射の特性と、測定を受ける構造の特性とに依存する。散乱線の品質を表すのに使用できる1つのパラメータは、いわゆる「スタック感度」である。このパラメータは、上側ターゲット格子が下側ターゲット格子に対してシフトすることで引き起こされる、測定した非対称性の強度を表す。「スタック感度」は、放射の波長とターゲット構造の厚さとに応じて、周期的に変化することが分かった。スタック厚さTに対する分解能を規定する変化の周期Δλは、以下の式で表すことができる。

Figure 2019521368
[0060] For example, in order to maximize the accuracy of diffraction-based measurements to determine overlay errors, it is necessary to optimize the characteristics of the radiation reaching the detector. The properties of the scattered radiation depend on the properties of the radiation used and on the properties of the structure to be measured. One parameter that can be used to describe the quality of scattered radiation is the so-called "stack sensitivity". This parameter represents the strength of the measured asymmetry caused by the upper target grid shifting relative to the lower target grid. The "stack sensitivity" has been found to change periodically depending on the wavelength of the radiation and the thickness of the target structure. The period of change Δλ s that defines the resolution with respect to the stack thickness T can be expressed by the following equation.
Figure 2019521368

[0061] 上式で、λは、放射の波長であり、Tは、測定される構造の光学厚さである。製品構造の例示的な光学厚さは400nmとすることができ、例示的な放射波長は、λ=13nmとすることができる。この例では、「スタック感度」の変化の周期Δλは0.21nmである。 [0061] where λ is the wavelength of the radiation and T is the optical thickness of the structure to be measured. An exemplary optical thickness of the product structure can be 400 nm and an exemplary emission wavelength can be λ = 13 nm. In this example, the period Δλ s of the change in “stack sensitivity” is 0.21 nm.

[0062] 検出器で測定される放射を最適化するために、検査装置が、スタック感度の周期的変化Δλのサイズよりも良好なスペクトル分解能を有することが必要である。特に、スタック感度の周期的変化を十分に分解するために、検査装置の必要とされるスペクトル分解能Δλは、変動周期Δλの少なくとも2倍の分解能とすべきである。したがって、この例では、検査装置の必要とされるスペクトル分解能Δλは、約0.1nmとすることができる。 [0062] In order to optimize the radiation measured at the detector, it is necessary for the inspection apparatus to have a better spectral resolution than the size of the cyclic change Δλ s of the stack sensitivity. In particular, to fully resolve periodic changes in stack sensitivity, the required spectral resolution Δλ r of the inspection system should be at least twice the resolution of the fluctuation period Δλ s . Thus, in this example, the required spectral resolution Δλ r of the inspection apparatus can be about 0.1 nm.

[0063] 図2(b)または図3に示すものなどの検査装置のスペクトル分解能は、光学系の特性およびターゲット構造の特性によって決まる。ターゲットサイズの制限により、典型的な検査装置のスポット径は約2μmに制限される。照明放射がガウシアンビームであるとすると、ビームウェスト径Dと照明放射の開口数NA(半角)との間の以下の関係を導出することができる。

Figure 2019521368
The spectral resolution of an inspection apparatus such as that shown in FIG. 2 (b) or FIG. 3 is determined by the characteristics of the optical system and the characteristics of the target structure. Due to target size limitations, the spot diameter of a typical inspection device is limited to about 2 μm. Assuming that the illumination radiation is a Gaussian beam, the following relationship between the beam waist diameter D and the numerical aperture NA (half angle) of the illumination radiation can be derived.
Figure 2019521368

[0064] λ=13nmの波長を有する照明放射に対して、開口数は、NA=4mradとして導出することができる。   For illumination radiation having a wavelength of λ = 13 nm, the numerical aperture can be derived as NA = 4 mrad.

[0065] 現在、製品構造のピッチはおおよそP=40nmである。このピッチを有するターゲット構造を測定する、回折に基づく検査装置(例えば、スキャトロメータ)のスペクトル分解能(すなわち、格子分解能)Δλは、(λ<<ピッチサイズと仮定して)以下の式の通りに導出することができる。
Δλ≒2×P×NA=80×0.004=0.32nm. (3)
Currently, the pitch of the product structure is approximately P = 40 nm. The spectral resolution (ie, grating resolution) Δλ g of a diffraction-based inspection apparatus (eg, scatterometer) that measures target structures having this pitch is given by the following equation (assuming λ << pitch size): It can be derived as the street.
Δλ g 22 × P × NA = 80 × 0.004 = 0.32 nm. (3)

[0066] 格子分解能Δλは、0.1nmの必要とされるスペクトル分解能Δλよりも大きい。言い換えると、スタック感度の周期的変化を十分に分解することができない。開口数のサイズを小さくすることで、格子分解能Δλを改善することが可能である。しかし、これは、結果として、ターゲットサイズを大きくすることを必要とする。これは、NAが小さくなったことでスポット径が大きくなるからである。上記のように、ターゲットは、「アンダーフィル」されなければならない(すなわち、スポット径は、ターゲットのサイズよりも小さい)。したがって、スポット径が大きくなると、ターゲットも、比例して大きくならなければならない。ターゲットは、大きくなるほど基板の面上でより大きな空間を占め、これは、製品当たりの製造コストを上げるので、製造環境の点で望ましくない。以下において、検査装置のスペクトル分解能を改善する方法および装置について説明する。 The grating resolution Δλ g is larger than the required spectral resolution Δλ r of 0.1 nm. In other words, periodic changes in stack sensitivity can not be resolved sufficiently. The lattice resolution Δλ g can be improved by reducing the size of the numerical aperture. However, this results in the need to increase the target size. This is because the spot diameter increases as the NA decreases. As mentioned above, the target must be "underfilled" (ie the spot diameter is smaller than the size of the target). Thus, as the spot diameter increases, the target must also increase proportionately. The larger the target, the more space it occupies on the surface of the substrate, which is undesirable in terms of manufacturing environment as it increases the cost of manufacturing per product. In the following, a method and an apparatus for improving the spectral resolution of an inspection device are described.

[0067] HHG(高調波発生)源は、輝度が高いので、製品分解能ピッチを測定するのに必要とされる波長を発生させるのに好ましい。そのようなHHG源は、小合焦スポットが、高光子束で、回折に基づくオーバーレイ(DBO)ターゲット上に位置するのを可能にする。しかし、HHGの出力は、単一のスペクトル線ではなく、その代わりとして、HHGの出力は、離散した高調波次数を含むか、または軟x線波長の超連続体とすることができる。そのようなDBO技術の精度は、スペクトル的に分解された良好な測定値に依存する、すなわち、Δλ<=Δλ<Δλ。モノクロメータは使用できるが、軟X線領域において損失がきわめて大きい。さらに、モノクロメータは嵩を付加し、測定設定の融通性を制限する。 [0067] The HHG (harmonic generation) source is preferred to generate the wavelength needed to measure the product resolution pitch because of the high luminance. Such HHG sources allow small focused spots to be located on diffraction based overlay (DBO) targets with high photon flux. However, the output of the HHG is not a single spectral line, but instead the output of the HHG can include discrete harmonic orders or be a supercontinuum of soft x-ray wavelengths. The accuracy of such DBO techniques depends on good spectrally resolved measurements, ie Δλ g <= Δλ r <Δλ s . Monochromators can be used but the losses are very high in the soft x-ray region. Furthermore, the monochromator adds bulk and limits the flexibility of the measurement setup.

[0068] 図4は、例えば、高調波発生(HHG)技術に基づくEUV放射の発生器を含む放射源402を示している。放射源の主コンポーネントは、ポンプレーザ420およびHHGガスセル422である。ガス供給部424は、適切なガスをガスセルに供給する。ポンプレーザは、例えば、数kHzの繰り返し数で800nmの波長を有する、サブピコ秒の領域のパルスを発生させるTi:サファイヤ系レーザとすることができる。あるいは、ポンプレーザは、必要に応じて数MHzまでのパルス繰り返し数を有する、光増幅器付きファイバ型レーザとすることができる。典型的なパルス持続時間はサブピコ秒の領域を取ることができる。波長は、例えば、1μm近辺とすることができる。レーザパルスは、第1の放射ビーム428としてHHGガスセル422に送られ、HHGガスセル422において、放射の一部分はより高い周波数に変換される。出力放射ビーム430は、所望する1つ以上のEUV波長のコヒーレント放射を含む。1つ以上のフィルタデバイス432を設けることができる。例えば、薄膜アルミニウム(Al)などのフィルタは、基本IR放射がさらに検査装置に進むのを遮断するように機能することができる。放射路の一部またはすべては、真空環境内に収めることができ、所望のEUV放射は、空中を移動するときに吸収されることに留意されたい。放射源402および照明光学系404の様々なコンポーネントは、同じ装置内で様々なメトロロジ「レシピ」を実施するように調整可能である。例えば、様々な波長および/または偏光を選択可能にすることができる。   [0068] FIG. 4 shows a radiation source 402 that includes, for example, a generator of EUV radiation based on harmonic generation (HHG) technology. The main components of the radiation source are the pump laser 420 and the HHG gas cell 422. The gas supply unit 424 supplies an appropriate gas to the gas cell. The pump laser can be, for example, a Ti: sapphire-based laser that generates pulses in the subpicosecond region, having a wavelength of 800 nm with a repetition rate of several kHz. Alternatively, the pump laser can be a fiber laser with an optical amplifier, optionally with a pulse repetition rate up to several MHz. Typical pulse durations can be in the subpicosecond range. The wavelength can be, for example, around 1 μm. The laser pulses are sent to the HHG gas cell 422 as a first radiation beam 428 where a portion of the radiation is converted to a higher frequency. Output radiation beam 430 includes coherent radiation at one or more desired EUV wavelengths. One or more filter devices 432 can be provided. For example, a filter such as thin film aluminum (Al) can function to block the basic IR radiation from going further into the inspection device. It should be noted that some or all of the radiation paths can be contained within a vacuum environment, and the desired EUV radiation is absorbed as it travels through the air. The various components of the radiation source 402 and the illumination optics 404 are adjustable to perform various metrology "recipes" within the same apparatus. For example, different wavelengths and / or polarizations can be selectable.

[0069] スペクトル分解能を最適化する、かつ/または特定の波長の出力を最大化するようにHHG放射スペクトルを設定することが提案される。第1の実施形態では、狭帯域幅の高調波ピークを含むHHG放射スペクトルが得られるように、HHGの駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性を設定することが提案され、高調波ピークの1つ以上は、上記のスペクトル分解能要件を満たす帯域幅を有する。したがって、(測定した半値全幅としての)この帯域幅は、0.2nm未満、0.15nm未満、または0.12nm未満とすることができる。実施形態では、この帯域幅は、0.1nm近辺とすることができる。駆動パルスはまた、隣接する高調波ピークの間隔が、式(3)で示すような小さいNAおよび格子ピッチという要件に起因するスペクトルのぼけを解決するほど十分に大きいように設定することができる。   [0069] It is proposed to set the HHG emission spectrum to optimize the spectral resolution and / or maximize the power of a particular wavelength. In a first embodiment, it is proposed to set one or more controllable characteristics of the driving laser pulse of the HHG to obtain an HHG emission spectrum comprising narrow bandwidth harmonic peaks, the harmonic peak One or more of the have bandwidths that meet the spectral resolution requirements described above. Thus, this bandwidth (as measured full width at half maximum) can be less than 0.2 nm, less than 0.15 nm, or less than 0.12 nm. In embodiments, this bandwidth may be around 0.1 nm. The drive pulses can also be set so that the spacing between adjacent harmonic peaks is large enough to resolve spectral blurring due to the small NA and grating pitch requirements as shown in equation (3).

[0070] 図5は、概略的なHHG放射スペクトル500を示しており、y軸に沿った強度とx軸に沿ったエネルギ(高調波次数)とを対比させている。単一の高調波510の(図5にaで表記した)帯域幅は、通常駆動レーザのスペクトル帯域幅に関係する。この駆動レーザのスペクトル帯域幅が狭いほど(すなわち、レーザ駆動パルスが時間的に長いほど)、各高調波ピークは細くなる。これは、典型的な駆動レーザ場が多サイクル振動を含み、各サイクルは、高調波を発生させることができるからである。最終的なHHG放射スペクトルは、発生したものすべてがコヒーレント重畳したものである。平均するサイクルが多くなるほど、高調波は急勾配になる。   [0070] FIG. 5 shows a schematic HHH emission spectrum 500, which contrasts the intensity along the y-axis with the energy along the x-axis (harmonic order). The bandwidth (denoted a in FIG. 5) of the single harmonic 510 is usually related to the spectral bandwidth of the drive laser. The narrower the spectral bandwidth of the drive laser (ie, the longer the laser drive pulse is in time), the thinner each harmonic peak. This is because a typical drive laser field contains multi-cycle oscillations, and each cycle can generate harmonics. The final HHG emission spectrum is a coherent superposition of everything that occurs. The higher the averaging cycle, the steeper the harmonics.

[0071] 図6は、y軸に沿った強度(任意単位)対x軸に沿った時間(fs(フェムト秒))のグラフとしてレーザ駆動パルス600を示している。レーザ駆動パルス600内には、放射スペクトル500のカットオフ領域(比較的高い光子エネルギを有する次数、例えば、次数71〜81のもの)のHHGを発生させることができる、比較的少数しかないサイクル(すなわち、長方形610内のサイクル)がある。したがって、これらの高調波の帯域幅は、平均強度が低いために比較的広い。しかし、光子エネルギが比較的低い、HHGスペクトル500のプラトー領域の高調波は、多数のサイクル(すなわち、正方形620内のサイクル)によって発生し、結果として、通常、きわめて急勾配のスペクトル線幅を有する。   [0071] FIG. 6 shows the laser drive pulse 600 as a graph of intensity (arbitrary units) vs. time along the x-axis (fs (femtoseconds)) along the y-axis. Only a relatively small number of cycles (in the laser drive pulse 600 that can generate HHG in the cut-off region of the emission spectrum 500 (orders with relatively high photon energy, eg, orders 71-81) That is, there is a cycle (in the rectangle 610). Thus, the bandwidth of these harmonics is relatively wide due to the low average intensity. However, harmonics in the plateau region of the HHG spectrum 500 with relatively low photon energy are generated by a large number of cycles (ie, cycles within the square 620) and as a result usually have a very steep spectral line width .

[0072] したがって、比較的長いレーザ駆動パルスを使用し、HHGスペクトル500のプラトー領域の高調波を選択することで、急勾配の高調波ピーク(ひいては、高いスペクトル分解能)を得ることが提案される。これに関連して「選択」とは、発生した高調波を特定の測定用に使用することを含むことができる。これは、選択した高調波からの必要とされる回折次数が検出器に当たり、この高調波で測定が行われるようにシステムを構成することを含むことができる。しかし、レーザ駆動パルスの持続時間に関して実際上の制限がある。ピーク強度は、トンネルイオン化領域に入るほど十分に高いことを必要とされる。さらに、持続時間が長すぎるパルスは、基底状態のイオン化欠乏を引き起こすことがあり、そのため、HHG用に残った電子がなくなる。したがって、レーザ駆動パルスは、10〜30サイクル(結果として、持続時間は約25〜75fs)または15〜30サイクル(持続時間は約37〜75fs)を含むことが提案される。より限定された実施形態では、レーザ駆動パルスは、15〜25サイクル(持続時間は約37〜63fs)、または17〜22サイクル(持続時間は約43〜55fs)、または19もしくは20サイクルの近辺(持続時間は約50fs)を含むことができる。   Therefore, it is proposed to obtain steep harmonic peaks (and thus high spectral resolution) by using relatively long laser drive pulses and selecting harmonics in the plateau region of HHG spectrum 500. . In this context "selection" can include the use of the generated harmonics for a particular measurement. This can include configuring the system so that the required diffraction order from the selected harmonic hits the detector and measurements are taken at this harmonic. However, there is a practical limit on the duration of the laser drive pulse. The peak intensity is required to be high enough to enter the tunnel ionization region. In addition, pulses that are too long in duration can cause ground state ionization depletion, so that there are no electrons left for HHG. Thus, it is proposed that the laser drive pulse comprises 10-30 cycles (resulting in a duration of about 25-75 fs) or 15-30 cycles (duration of about 37-75 fs). In a more limited embodiment, the laser drive pulse has about 15 to 25 cycles (duration of about 37 to 63 fs), or about 17 to 22 cycles (duration of about 43 to 55 fs), or about 19 or 20 cycles ( The duration can include about 50 fs).

[0073] 隣接する高調波次数の間の(図5でbと表記された)スペクトル間隔Δλは以下の式で示される。

Figure 2019521368

上式で、λは、レーザ駆動パルスの波長であり、λは、高調波N(偶数の高調波のみが存在する)に対応する(EUV)波長である。このスペクトル間隔Δλは、式(1)の変動周期Δλと同様にλに比例する。 The spectral interval Δλ h (denoted as b in FIG. 5) between adjacent harmonic orders is represented by the following equation.
Figure 2019521368

Where λ D is the wavelength of the laser drive pulse and λ is the (EUV) wavelength corresponding to harmonic N (only even harmonics are present). This spectrum interval Δλ h is proportional to λ 2 , similarly to the fluctuation period Δλ s of equation (1).

[0074] レーザ駆動パルスの別の制御可能な特性はその中心波長である。HHG放射スペクトルのスペクトル位置は、レーザ駆動パルスの中心波長と共に変わり、したがって、特定の高調波の位置は、レーザ駆動パルスの中心波長の適切な調節によって、スペクトル的に調節することができる。これは、測定感度が測定放射波長に相関することから、測定感度を最適化するために利用することができる。実施形態では、これは、選択した高調波(例えば、放射スペクトルのプラトー領域にある高調波)が、所望の波長、例えば、測定に対して最大感度の波長に対応するピーク強度を有するように、レーザ駆動パルスの中心波長を調節することを含む。   Another controllable characteristic of a laser drive pulse is its central wavelength. The spectral position of the HHG emission spectrum changes with the central wavelength of the laser drive pulse, so the position of a particular harmonic can be spectrally adjusted by appropriate adjustment of the central wavelength of the laser drive pulse. This can be used to optimize the measurement sensitivity, as it correlates to the measurement radiation wavelength. In embodiments, this is such that the selected harmonic (eg, a harmonic in the plateau region of the emission spectrum) has a peak intensity corresponding to the desired wavelength, eg, the wavelength of maximum sensitivity for measurement. Adjusting the central wavelength of the laser drive pulse.

[0075] 図7は、第1のレーザ駆動パルス中心波長(例えば、790nm)に対応する第1の放射スペクトル700(破線)、第2のレーザ駆動パルス中心波長(例えば、795nm)に対応する第2の放射スペクトル710(実線)、および第3のレーザ駆動パルス中心波長(例えば、800nm)に対応する第3の放射スペクトル720(点線)を示す、強度(y軸)対出力波長(x軸)のグラフである。底部グラフは、y軸に沿った強度(対数目盛)に対応した、x軸に沿った一連の波長にわたってスペクトルを示している。上部グラフは、各スペクトルの対応する単一高調波の領域で底部グラフの細部を示している(上部グラフにおいて、ピークをより広く見せるy軸の線形目盛に注意のこと)。この単一高調波の波長は、レーザ駆動パルスの中心波長の適切な制御によって変わり得る(この特定の例では、約12.79nm〜12.96nm)。   FIG. 7 shows a first emission spectrum 700 (dotted line) corresponding to a first laser drive pulse center wavelength (eg, 790 nm) and a first emission spectrum 700 corresponding to a second laser drive pulse center wavelength (eg, 795 nm) Intensity (y-axis) versus output wavelength (x-axis) showing a second emission spectrum 710 (dotted line) corresponding to a second emission spectrum 710 (solid line) and a third laser drive pulse center wavelength (e.g. 800 nm) Is a graph of The bottom graph shows the spectrum over a series of wavelengths along the x-axis, corresponding to the intensity along the y-axis (log scale). The top graph shows the details of the bottom graph in the region of the corresponding single harmonic of each spectrum (note the linear scale of the y-axis which makes the peaks appear wider in the top graph). The wavelength of this single harmonic may be varied by appropriate control of the center wavelength of the laser drive pulse (about 12.79 nm to 12.96 nm in this particular example).

[0076] 光学パラメータ増幅(OPA)システムなどの他のシステムは、(例えば、第2の高調波発生を用いて)レーザ駆動パルスの中心波長に対する広い調節範囲、例えば、580nm〜2600nmの調節範囲を可能にするので、そのようなシステムは、さらなる調節可能性をもたらすことができる。   [0076] Other systems, such as optical parameter amplification (OPA) systems (for example, using second harmonic generation) have a wide adjustment range for the center wavelength of the laser drive pulse, for example, an adjustment range of 580 nm to 2600 nm. As enabled, such a system can provide additional adjustability.

[0077] 各高調波ピークに対する帯域幅は、約50fs(19〜20サイクル)のレーザ駆動パルスに対して約0.1nmであることが図7からさらに分かり、この0.1nmは、式(1)による、オーバーレイ感度に対する所望のスペクトル分解能よりも短い。   It is further seen from FIG. 7 that the bandwidth for each harmonic peak is about 0.1 nm for a laser drive pulse of about 50 fs (19 to 20 cycles), where 0.1 nm is Shorter than the desired spectral resolution for overlay sensitivity.

[0078] 多波長HHG源出力のスペクトル分解能を高くすることの代案として、別の実施形態は、調節可能な単色HHG出力を供給することを提案する。単色源は、実際上測定をより簡単にする。実施形態では、単色HHG放射が、ターゲットに対する最大限のオーバーレイ感度および/またはCD感度に対応するように、単色HHG放射を調節することが提案される。このためにモノクロメータは使用できるが、モノクロメータは、軟x線領域において損失がきわめて大きい。さらに、モノクロメータは嵩を付加し、測定設定の融通性を制限する。ここでは、HHG放射の必要とされるスペクトル領域をゲートアウトする光学的方法が説明される。この技術の調節可能な特徴は、出力波長をターゲットのピッチサイズにより近づけることで、光子分解能を高くするために使用することもできる。法線入射線に対する一次格子式によれば、回折角θは以下の式で示される。

Figure 2019521368

上式で、pは格子ピッチサイズ(例えば、p=40nm)であり、λは放射波長である。 [0078] As an alternative to increasing the spectral resolution of the multi-wavelength HHG source output, another embodiment proposes to provide an adjustable monochromatic HHG output. Monochromatic sources make measurement easier in practice. In embodiments, it is proposed to adjust the monochromatic HHG emission such that the monochromatic HHG emission corresponds to the maximum overlay sensitivity and / or CD sensitivity to the target. Monochromators can be used for this purpose, but they have very high losses in the soft x-ray region. Furthermore, the monochromator adds bulk and limits the flexibility of the measurement setup. Here, an optical method of gating out the required spectral region of HHG emission is described. The adjustable feature of this technique can also be used to increase photon resolution by bringing the output wavelength closer to the pitch size of the target. According to the first order grating equation for the normal incident line, the diffraction angle θ is expressed by the following equation.
Figure 2019521368

Where p is the grating pitch size (eg, p = 40 nm) and λ is the emission wavelength.

[0079] 図8は、ピッチp=40nmの格子に対する回折角θ(y軸)と波長λ(x軸)との間の関係を示すグラフである。見て分かるように、散乱は、より狭い波長の散乱と比較して、ピッチサイズpに近い波長に対してかなり大きくなっている。格子分解能Δλ、NA、およびピッチ間の関係を表す式(3)は、基本的に、λ<<pという制限の中で、ビームの全開口角2NAに適用される式(5)の線形化である。小波長制限が取られない場合、関係は以下の式で示される。

Figure 2019521368
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the diffraction angle θ (y axis) and the wavelength λ (x axis) for a grating with a pitch p = 40 nm. As can be seen, the scattering is considerably larger for wavelengths close to the pitch size p as compared to the scattering of the narrower wavelength. Equation (3), which represents the relationship between the grating resolution Δλ g , NA, and the pitch, is basically a linearization of Equation (5) applied to the full aperture angle 2NA of the beam, within the restriction λ << p. It is. If small wavelength limitation is not taken, the relationship is expressed by the following equation.
Figure 2019521368

[0080] 波長λをピッチpに近くすることで、最適な分解能Δλが得られることは今や明確である。例えば、波長が約13nmでNAが0.004の場合のこの式の値を求めると、格子分解能Δλ=0.3nmが得られ、この値は、必要とされる分解能Δλ=0.1nmよりも大きい。したがって、この分散は、スタック感度の高速振動を分解するのに十分でない。しかし、HHGの波長が、約38nmの波長λに調節された場合、格子分解能Δλ=0.1nmが得られ、これは、スタック感度の高速振動を分解するのに十分である。また、式(1)は波長に比例するので、波長が長くなると、必要とされる分解能Δλも大きくすることができ、したがって、38nmよりも短い波長も、すでに十分な分解能をもたらす。 It is now clear that an optimal resolution Δλ g can be obtained by bringing the wavelength λ closer to the pitch p. For example, determining the value of this equation for a wavelength of about 13 nm and an NA of 0.004 yields a grating resolution Δλ g = 0.3 nm, which is the required resolution Δλ r = 0.1 nm Greater than. Therefore, this dispersion is not sufficient to resolve the high speed oscillation of the stack sensitivity. However, if the wavelength of HHG is adjusted to a wavelength λ of about 38 nm, a grating resolution Δλ g = 0.1 nm is obtained, which is sufficient to resolve the fast oscillations of the stack sensitivity. Also, since equation (1) is proportional to the wavelength, the longer the wavelength, the larger the required resolution Δλ r can be, and thus wavelengths shorter than 38 nm already provide sufficient resolution.

[0081] HHG放射スペクトルが狭波長帯域で強化されるが、他の帯域では抑制されるように、全電気駆動場を一時的に適合させることが提案される。これは、それぞれが異なる中心波長を有する多レーザ場を組み合わせることで行うことができる。そのような概念は、論文「Control of bandwidth and central wavelength of an enhanced extreme ultraviolet spectrum generated in shaped laser field」, Zhang C. et al; Optics Express Vol.20, No.15に記載されている。特定の非限定的な例では、400nm(第2の高調波発生SHG)、800nm、および2000nm(OPA)駆動レーザパルスを使用して各場を発生させることが提案される。Zhangに教示された技術と比較して、これらの波長は、2つのOPAが必要とされないので、より実用的であると分かった。400nmパルスは、(例えば、β−バリウムホウ酸塩(BBO)結晶などの周波数コンバータ素子を使用して)800nm直接レーザ出力の周波数を2倍にすることで得ることができる。そのような実施形態では、2000nmパルスだけがOPAを使用して得られる。   [0081] It is proposed to temporarily adapt the full electrical driving field so that the HHG emission spectrum is enhanced in the narrow wavelength band but suppressed in the other bands. This can be done by combining multiple laser fields, each with a different center wavelength. Such a concept is described in the article "Control of bandwidth and enhanced wavelength of an ultraviolet spectrum generated in shaped laser field", Zhang C. et al; Optics Express Vol. 20, No. 15. In a specific non-limiting example, it is proposed to generate each field using 400 nm (second harmonic generation SHG), 800 nm and 2000 nm (OPA) driven laser pulses. Compared to the technique taught by Zhang, these wavelengths proved more practical since two OPAs are not required. The 400 nm pulse can be obtained by doubling the frequency of the 800 nm direct laser output (e.g., using a frequency converter element such as [beta] -barium borate (BBO) crystal). In such embodiments, only 2000 nm pulses are obtained using OPA.

[0082] 各異なる波長の駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性を調整して、(例えば、単一の高調波だけが好ましく、疑似単色出力が得られるように)狭放射スペクトルを実現することで、HHG放射スペクトルを最適化することが提案される。これに関連して、疑似単色出力は、ピーク高調波放射の強度が、HHG放射スペクトルの他の高調波放射よりも少なくとも1桁大きい出力を含むことができる。制御可能な特徴は、強度、パルス持続時間、および/またはキャリアエンベロープ位相の1つ以上を含むことができる。この最適化が実施された後、駆動レーザパルスの1つと他の駆動レーザパルスの1つまたは2つとの間の強度比は、実際のスペクトル領域出力(例えば、出力ピーク波長)を選択するために変えることができる。特定の実施形態では、その強度比は、400nmおよび800nmの駆動レーザパルスの合計に対する2000nm駆動レーザパルスの強度比率とすることができ、この強度比率は、駆動場を変えるために、ひいては、放射スペクトル領域を選択するために変えられる。   [0082] A narrow emission spectrum is realized (for example, only a single harmonic is preferable and a quasi-monochromatic output is obtained) by adjusting one or more controllable characteristics of drive laser pulses of different wavelengths. It is proposed to optimize the HHG emission spectrum by In this regard, the quasi-monochromatic output can include an output at which the intensity of peak harmonic radiation is at least an order of magnitude greater than the other harmonic radiation of the HHG emission spectrum. The controllable features can include one or more of intensity, pulse duration, and / or carrier envelope phase. After this optimization is performed, the intensity ratio between one of the drive laser pulses and one or two of the other drive laser pulses is used to select the actual spectral region output (e.g., output peak wavelength) It can be changed. In a particular embodiment, the intensity ratio may be that of the 2000 nm drive laser pulse to the sum of the 400 nm and 800 nm drive laser pulses, which intensity ratio is to change the drive field and thus the radiation spectrum. Changed to select a region.

[0083] 提案された方法を使用して、10nm未満(例えば、2nm)から40nm、または10nm〜15nmの広いスペクトル領域において、(例えば、HHG放射スペクトルの他の高調波放射よりも少なくとも1桁大きい強度を有する)ピークHHG高調波放射を調節することができる。   [0083] Using the proposed method, in a broad spectral range of less than 10 nm (eg, 2 nm) to 40 nm, or 10 nm to 15 nm (eg, at least an order of magnitude greater than other harmonics of the HHG emission spectrum Peak HHG harmonic emissions can be adjusted.

[0084] 本明細書で説明した調節可能なHHG源は、EUVオーバーレイおよびCD測定に大きな自由性をもたらす。異なるスタック厚さ、反射率、ピッチサイズを有する様々なターゲットに応じて、EUVオーバーレイ性能を最適化するために、EUV放射源を自由に適合させることが可能である。波長の選択は、例えば、透過度(中間層の透明度)、格子材料と周囲材料との光学的なコントラスト、およびスペクトル分解能(例えば、ピッチに近い波長)などの様々な態様間のトレードオフである。   [0084] The adjustable HHG source described herein provides great freedom for EUV overlay and CD measurement. The EUV radiation source can be freely adapted to optimize EUV overlay performance according to different targets with different stack thickness, reflectivity, pitch size. The choice of wavelength is a trade-off between various aspects such as, for example, the degree of transmission (transparency of the interlayer), the optical contrast between the grating material and the surrounding material, and the spectral resolution (eg wavelength close to the pitch) .

[0085] 本発明によるさらなる実施形態が、下記の番号を付けた条項で提示される。
1.検査装置で測定を行う方法であって、
高調波発生放射源によって供給される照明放射の出力放射スペクトルを制御するために、高調波発生放射源の少なくとも1つの駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性を設定することと、
上記照明放射でターゲット構造を照明することと、
を含む方法。
2.上記設定ステップは、出力放射スペクトルが、複数の離散した高調波ピークを含むように、駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性を設定することを含む、条項1に記載の方法。
3.各高調波ピークの帯域幅は0.2nmよりも狭い、条項2に記載の方法。
4.隣接する高調波ピーク間のスペクトル間隔は、高調波ピークの帯域幅よりも大きい、条項2または3に記載の方法。
5.上記設定ステップは、高調波ピークの少なくとも1つの波長を制御するように、上記駆動レーザパルスの中心波長を設定することを含む、条項2〜4の何れか一項に記載の方法。
6.上記設定ステップは、上記ターゲット構造の測定感度を最大にするために、高調波の少なくとも1つの波長を最適化するように、上記駆動レーザパルスの中心波長を設定することを含む、条項2〜5の何れか一項に記載の方法。
7.出力放射スペクトルは、強度が同様である複数の上記高調波ピークを有するプラトー領域と、各連続する高調波ピークごとに強度が大きく落ちるカットオフ領域とを含み、波長が制御/最適化される高調波ピークの上記少なくとも1つは、プラトー領域の高調波ピークである、条項5または6に記載の方法。
8.上記駆動レーザパルスの強度は長期にわたるサイクルであり、上記設定ステップは、上記駆動レーザパルスのサイクル数を15よりも多いように設定することを含む、先行する条項の何れか一項に記載の方法。
9.上記設定ステップは、上記駆動レーザパルスのサイクル数を15〜30に設定することを含む、条項8に記載の方法。
10.上記設定ステップは、少なくとも一部が異なる中心波長を含む複数の駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性を設定することで、上記高調波発生放射源の駆動場を設定することを含む、条項1に記載の方法。
11.上記駆動レーザパルスは3つからなる、条項10に記載の方法。
12.上記設定ステップは、高調波発生放射源の駆動電気場を一時的に適合させ、それにより、上記出力放射スペクトルの狭帯域が強化され、出力放射スペクトルの残りの部分が抑制されるように、複数の駆動レーザパルスの上記1つ以上の制御可能な特性を設定することを含む、条項10または11に記載の方法。
13.上記狭帯域の強化とは、出力放射スペクトルが実質的に単色とされるものである、条項12に記載の方法。
14.複数の駆動レーザパルスの1つの、複数の駆動レーザパルスの他の1つ以上に対する強度は、強化された出力放射スペクトルの上記狭帯域のピーク波長を制御するために変えられる、条項12または13に記載の方法。
15.複数の駆動レーザパルスの1つの、複数の駆動レーザパルスの他の1つ以上に対する強度は、上記ターゲット構造の測定感度を最大にするために、強化された出力放射スペクトルの上記狭帯域のピーク波長を最適化するように変えられる、条項12、13または14の何れか一項に記載の方法。
16.上記設定ステップは、強化された出力放射スペクトルの上記狭帯域のピーク波長が2nm〜40nmであるように、複数の駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性を設定することを含む、条項12〜15の何れか一項に記載の方法。
17.上記設定ステップは、強化された出力放射スペクトルの上記狭帯域のピーク波長が9nm〜15nmであるように、複数の駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性を設定することを含む、条項12〜16の何れか一項に記載の方法。
18.上記複数の駆動レーザパルスの1つは、駆動レーザ出力から直接得られ、上記複数の駆動レーザパルスの他の少なくとも1つは、周波数コンバータ素子を使用して上記駆動レーザ出力を変換することで得られる、条項10〜17の何れか一項に記載の方法。
19.上記複数の駆動レーザパルスの他のものは、光学パラメータ増幅によって得られる、条項18に記載の方法。
20.ターゲット構造の上記照明による散乱線を検出することと、
上記ターゲット構造の様々な層間のオーバーレイオフセットを上記散乱線から求めることと、
を含む、先行する条項の何れか一項に記載の方法。
21.高調波発生放射源を含み、先行する条項の何れか一項に記載の方法を実施するように動作可能な検査装置。
22.適切なプロセッサ上で実行する場合に、プロセッサに、少なくとも、条項1〜20の何れか一項に記載の方法の設定ステップを実施させる機械可読命令を含むコンピュータプログラム製品。
23.高調波発生放射源を含む検査装置であって、上記高調波発生放射源は、駆動レーザパルスを放射するように動作可能な駆動レーザ源を含み、
駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性は、高調波発生放射源の出力放射スペクトルが、複数の離散した高調波ピークを含むように設定される、検査装置。
24.各高調波ピークの帯域幅は0.2nmよりも狭い、条項23に記載の検査装置。
25.隣接する高調波ピーク間のスペクトル間隔は、高調波ピークの帯域幅よりも大きい、条項23または24に記載の検査装置。
26.上記駆動レーザパルスの中心波長は、高調波ピークの少なくとも1つの波長を制御するように設定可能である、条項23〜25の何れか一項に記載の検査装置。
27.上記駆動レーザパルスの中心波長は、測定されるターゲット構造の測定感度を最大にするために、高調波の少なくとも1つの波長を最適化するように設定可能である、条項23〜26の何れか一項に記載の検査装置。
28.出力放射スペクトルは、強度が同様である複数の上記高調波ピークを有するプラトー領域と、各連続する高調波ピークごとに強度が大きく落ちるカットオフ領域とを含み、波長が制御/最適化される高調波ピークの上記少なくとも1つは、プラトー領域の高調波ピークである、条項26または27に記載の検査装置。
29.上記駆動レーザパルスの強度は長期にわたるサイクルであり、上記駆動レーザパルスのサイクル数は15よりも多い、条項23〜28の何れか一項に記載の検査装置。
30.上記駆動レーザパルスのサイクル数は15〜30である、条項29に記載の検査装置。
31.高調波発生放射源を含む検査装置であって、上記高調波発生放射源は、それぞれが異なる中心波長を有する駆動レーザパルスを放射するように動作可能な複数の駆動レーザ源を含む、検査装置。
32.上記駆動レーザ源は3つからなる、条項31に記載の検査装置。
33.各駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性は、高調波発生放射源の駆動電気場を一時的に適合させ、それにより、高調波発生放射源の出力放射スペクトルの狭帯域が強化され、出力放射スペクトルの残りの部分が抑制されるように設定される、条項31または32に記載の検査装置。
34.各駆動レーザパルスの上記1つ以上の制御可能な特性は、上記狭帯域の強化により、出力放射スペクトルが実質的に単色になるように設定される、条項33に記載の検査装置。
35.複数の駆動レーザパルスの1つの、複数の駆動レーザパルスの他の1つ以上に対する強度は、強化された出力放射スペクトルの上記狭帯域のピーク波長を制御するように設定可能である、条項33または34に記載の検査装置。
36.上記駆動レーザパルスの1つの、上記駆動レーザパルスの他の1つ以上に対する強度は、測定されるターゲット構造の測定感度を最大にするために、強化された出力放射スペクトルの上記狭帯域のピーク波長を最適化するように設定可能である、条項33、34または35の何れか一項に記載の検査装置。
37.複数の駆動レーザ源は、強化された出力放射スペクトルの上記狭帯域のピーク波長が20nm未満であるように設定される、条項33〜36の何れか一項に記載の検査装置。
38.複数の駆動レーザ源は、強化された出力放射スペクトルの上記狭帯域のピーク波長が40nm近辺であるように設定される、条項33〜36の何れか一項に記載の検査装置。
39.複数の駆動レーザ源は、単一のレーザデバイスからもたらされ、そのため、上記駆動レーザ源の1つは、レーザデバイスの出力から直接得られ、上記駆動レーザ源の他の少なくとも1つは、周波数コンバータ素子を使用してレーザデバイス出力を変換することで得られる、条項31〜38の何れか一項に記載の検査装置。
40.別の上記駆動レーザ源は、レーザデバイス出力の光学パラメータ増幅によって得られる、条項39に記載の検査装置。
41.それぞれが異なる中心波長を有する駆動レーザパルスを放射するように動作可能な複数の駆動レーザ源を含む高調波発生放射源。
42.上記駆動レーザ源は3つからなる、条項41に記載の高調波発生放射源。
43.各駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性は、高調波発生放射源の駆動電気場を一時的に適合させ、それにより、高調波発生放射源の出力放射スペクトルの狭帯域が強化され、出力放射スペクトルの残りの部分が抑制されるように設定される、条項41または42に記載の高調波発生放射源。
44.各駆動レーザパルスの上記1つ以上の制御可能な特性は、上記狭帯域の強化により、出力放射スペクトルが実質的に単色になるように設定される、条項43に記載の高調波発生放射源。
45.複数の駆動レーザパルスの1つの、複数の駆動レーザパルスの他の1つ以上に対する強度は、強化された出力放射スペクトルの上記狭帯域のピーク波長を制御するように設定可能である、条項43または44に記載の高調波発生放射源。
46.検査装置用であり、上記駆動レーザパルスの1つの、上記駆動レーザパルスの他の1つ以上に対する強度は、測定されるターゲット構造の測定感度を最大にするために、強化された出力放射スペクトルの上記狭帯域のピーク波長を最適化するように設定可能である、条項43、44または45の何れか一項に記載の高調波発生放射源。
47.複数の駆動レーザ源は、強化された出力放射スペクトルの上記狭帯域のピーク波長が20nm未満であるように設定される、条項43〜46の何れか一項に記載の高調波発生放射源。
48.複数の駆動レーザ源は、強化された出力放射スペクトルの上記狭帯域のピーク波長が40nm近辺であるように設定される、条項43〜46の何れか一項に記載の高調波発生放射源。
49.複数の駆動レーザ源は、単一のレーザデバイスからもたらされ、そのため、上記駆動レーザ源の1つは、レーザデバイスの出力から直接から得られ、上記駆動レーザ源の他の少なくとも1つは、周波数コンバータ素子を使用してレーザデバイス出力を変換することで得られる、条項41〜48の何れか一項に記載の高調波発生放射源。
50.別の上記駆動レーザ源は、レーザデバイス出力の光学パラメータ増幅によって得られる、条項49に記載の高調波発生放射源。
51.駆動レーザパルスを放射するように動作可能な駆動レーザ源を含む高調波発生放射源であって、
駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性は、高調波発生放射源の出力放射スペクトルが、複数の離散した高調波ピークを含むように設定される、高調波発生放射源。
52.各高調波ピークの帯域幅は0.2nmよりも狭い、条項51に記載の高調波発生放射源。
53.隣接する高調波ピーク間のスペクトル間隔は、高調波ピークの帯域幅よりも大きい、条項51または52に記載の高調波発生放射源。
54.上記駆動レーザパルスの中心波長は、高調波ピークの少なくとも1つの波長を制御するように設定可能である、条項51〜53の何れか一項に記載の高調波発生放射源。
55.上記駆動レーザパルスの中心波長は、測定されるターゲット構造の測定感度を最大にするために、高調波の少なくとも1つの波長を最適化するように設定可能である、条項51〜54の何れか一項に記載の高調波発生放射源。
56.出力放射スペクトルは、強度が同様である複数の上記高調波ピークを有するプラトー領域と、各連続する高調波ピークごとに強度が大きく落ちるカットオフ領域とを含み、波長が制御/最適化される高調波ピークの上記少なくとも1つは、プラトー領域の高調波ピークである、条項54または55に記載の高調波発生放射源。
57.上記駆動レーザパルスの強度は長期にわたるサイクルであり、上記駆動レーザパルスのサイクル数は15よりも多い、条項51〜56の何れか一項に記載の高調波発生放射源。
58.上記駆動レーザパルスのサイクル数は15〜30である、条項57に記載の高調波発生放射源。
[0085] Further embodiments according to the present invention are presented in the following numbered clauses.
1. A method of measuring with an inspection device,
Setting one or more controllable characteristics of at least one drive laser pulse of the harmonic generating radiation source to control the output radiation spectrum of the illumination radiation supplied by the harmonic generating radiation source;
Illuminating the target structure with the illumination radiation;
Method including.
2. The method according to clause 1, wherein the setting step comprises setting one or more controllable characteristics of the drive laser pulse such that the output radiation spectrum comprises a plurality of discrete harmonic peaks.
3. The method of clause 2, wherein the bandwidth of each harmonic peak is narrower than 0.2 nm.
4. The method according to clause 2 or 3, wherein the spectral spacing between adjacent harmonic peaks is greater than the bandwidth of the harmonic peaks.
5. 4. The method according to any of the clauses 2-4, wherein the setting step comprises setting a central wavelength of the drive laser pulse to control at least one wavelength of a harmonic peak.
6. Clauses 2-5, wherein the setting step comprises setting the center wavelength of the drive laser pulse to optimize at least one wavelength of harmonics in order to maximize the measurement sensitivity of the target structure. The method according to any one of the preceding claims.
7. The output radiation spectrum includes a plateau region having a plurality of the above-mentioned harmonic peaks with similar intensities, and a cutoff region in which the intensity largely falls for each successive harmonic peak, and the wavelength is controlled / optimized harmonics The method according to clause 5 or 6, wherein the at least one of the wave peaks is a harmonic peak in the plateau region.
8. Method according to any one of the preceding clauses, wherein the intensity of the drive laser pulse is a long cycle and the setting step comprises setting the number of cycles of the drive laser pulse to be greater than 15 .
9. 8. Method according to clause 8, wherein the setting step comprises setting the number of cycles of the drive laser pulse to 15-30.
10. The setting step includes setting a driving field of the harmonic generating radiation source by setting one or more controllable characteristics of a plurality of driving laser pulses including at least partially different central wavelengths. The method described in clause 1.
11. 11. The method of clause 10, wherein the drive laser pulse comprises three.
12. The setting step temporarily adapts the drive electric field of the harmonic generating radiation source, thereby enhancing the narrow band of the output radiation spectrum and suppressing the remaining part of the output radiation spectrum. Clause 10. The method according to clause 10 or 11, comprising setting the one or more controllable characteristics of the drive laser pulse.
13. 13. A method according to clause 12, wherein the narrow band enhancement is such that the output radiation spectrum is substantially monochromatic.
14. The intensity of one of the drive laser pulses to the other one or more of the drive laser pulses is varied to control the peak wavelength of said narrow band of the enhanced output emission spectrum, clause 12 or 13. Method described.
15. The intensity of one of the drive laser pulses to the other one or more of the drive laser pulses is the peak wavelength of the narrow band of the enhanced output emission spectrum to maximize the measurement sensitivity of the target structure. The method according to any one of clauses 12, 13 or 14, wherein the method is changed to optimize.
16. Clause 12. The setting step includes setting one or more controllable characteristics of the plurality of drive laser pulses such that the narrow band peak wavelength of the enhanced output emission spectrum is 2 nm to 40 nm. 15. The method according to any one of 15.
17. Clause 12. The setting step includes setting one or more controllable characteristics of the plurality of drive laser pulses such that the narrow band peak wavelength of the enhanced output emission spectrum is 9 nm to 15 nm. The method according to any one of -16.
18. One of the plurality of drive laser pulses is obtained directly from the drive laser output, and at least one other of the plurality of drive laser pulses is obtained by converting the drive laser output using a frequency converter element. The method according to any one of clauses 10-17.
19. 22. The method according to clause 18, wherein another one of the plurality of drive laser pulses is obtained by optical parameter amplification.
20. Detecting scattered radiation from said illumination of the target structure;
Determining overlay offsets between the various layers of the target structure from the scattered radiation;
A method according to any one of the preceding clauses, including
21. An inspection apparatus comprising a harmonic generating radiation source and operable to perform the method according to any one of the preceding clauses.
22. 20. A computer program product comprising machine readable instructions which, when run on a suitable processor, cause the processor to perform at least the setting steps of the method according to any one of the clauses 1-20.
23. An inspection apparatus comprising a harmonic generating radiation source, the harmonic generating radiation source comprising a driving laser source operable to emit driving laser pulses;
An inspection apparatus, wherein one or more controllable characteristics of the drive laser pulse are set such that the output radiation spectrum of the harmonic generating radiation source comprises a plurality of discrete harmonic peaks.
24. 24. An inspection apparatus according to clause 23, wherein the bandwidth of each harmonic peak is narrower than 0.2 nm.
25. 25. An inspection apparatus according to clause 23 or 24, wherein the spectral spacing between adjacent harmonic peaks is greater than the bandwidth of the harmonic peaks.
26. 23. Inspection apparatus according to any of clauses 23-25, wherein a central wavelength of the drive laser pulse is configurable to control at least one wavelength of a harmonic peak.
27. The central wavelength of the drive laser pulse can be set to optimize at least one wavelength of the harmonics in order to maximize the measurement sensitivity of the measured target structure, any one of clauses 23 to 26 The inspection apparatus described in the section.
28. The output radiation spectrum includes a plateau region having a plurality of the above-mentioned harmonic peaks with similar intensities, and a cutoff region in which the intensity largely falls for each successive harmonic peak, and the wavelength is controlled / optimized harmonics 26. An inspection apparatus according to clause 26 or 27, wherein the at least one of the wave peaks is a plateau region harmonic peak.
29. 23. Inspection apparatus according to any of clauses 23-28, wherein the intensity of the drive laser pulse is a long lasting cycle, and the number of cycles of the drive laser pulse is greater than 15.
30. 33. Inspection apparatus according to clause 29, wherein the number of cycles of the drive laser pulse is 15-30.
31. An inspection apparatus comprising a harmonic generating radiation source, the harmonic generation radiation source comprising a plurality of driving laser sources operable to emit driving laser pulses each having a different center wavelength.
32. 33. An inspection apparatus according to clause 31, wherein the drive laser source comprises three.
33. One or more controllable characteristics of each drive laser pulse temporarily adapt the drive electric field of the harmonic generation radiation source, thereby enhancing the narrow band of the output radiation spectrum of the harmonic generation radiation source, 33. Inspection apparatus according to clause 31 or 32, wherein the remaining part of the output radiation spectrum is set to be suppressed.
34. 33. The inspection apparatus according to clause 33, wherein the one or more controllable characteristics of each drive laser pulse are set such that the narrowband enhancement causes the output radiation spectrum to be substantially monochromatic.
35. Clause 33, or the intensity of one of the drive laser pulses to one or more of the other of the drive laser pulses is controllable to control the peak wavelength of said narrow band of the enhanced output emission spectrum The inspection apparatus of 34.
36. The intensity of one of the drive laser pulses to the other one or more of the drive laser pulses is the peak wavelength of the narrow band of the enhanced output emission spectrum to maximize the measurement sensitivity of the measured target structure. The inspection device according to any one of clauses 33, 34 or 35, wherein the inspection device is configurable to optimize.
37. 33. Inspection apparatus according to any of clauses 33 to 36, wherein a plurality of driving laser sources are set such that the narrow band peak wavelength of the enhanced output radiation spectrum is less than 20 nm.
38. 33. Inspection apparatus according to any of clauses 33 to 36, wherein a plurality of drive laser sources are set such that the peak wavelength of the narrow band of the enhanced output emission spectrum is around 40 nm.
39. The plurality of drive laser sources is provided from a single laser device, so that one of the drive laser sources is obtained directly from the output of the laser device, and at least one other of the drive laser sources has a frequency of 31. An inspection apparatus according to any one of clauses 31 to 38 obtained by converting a laser device output using a converter element.
40. 39. Inspection apparatus according to clause 39, wherein said further driven laser source is obtained by optical parameter amplification of the laser device output.
41. A harmonic generation radiation source comprising a plurality of drive laser sources operable to emit drive laser pulses each having a different center wavelength.
42. 42. The harmonically generated radiation source according to clause 41, wherein said driving laser source comprises three.
43. One or more controllable characteristics of each drive laser pulse temporarily adapt the drive electric field of the harmonic generation radiation source, thereby enhancing the narrow band of the output radiation spectrum of the harmonic generation radiation source, 43. A harmonic generating radiation source according to clause 41 or 42, configured to suppress the remaining part of the output radiation spectrum.
44. 43. A harmonic generating radiation source according to clause 43, wherein the one or more controllable characteristics of each drive laser pulse are set such that the narrowing of the narrow band enhancement causes the output radiation spectrum to be substantially monochromatic.
45. Clause 43, or the intensity of one of the drive laser pulses to one or more of the other of the drive laser pulses is configurable to control the peak wavelength of the narrow band of the enhanced output emission spectrum 44. The harmonic generation radiation source as described in 44.
46. For an inspection apparatus, the intensity of one of the drive laser pulses to one or more of the other of the drive laser pulses is enhanced to maximize the measurement sensitivity of the measured target structure. 43. A harmonic generating radiation source according to any one of clauses 43, 44 or 45, wherein the harmonic generating radiation source is configurable to optimize the narrow band peak wavelength.
47. 42. A harmonic generating radiation source according to any of clauses 43 to 46, wherein a plurality of driving laser sources are set such that the narrow band peak wavelength of the enhanced output radiation spectrum is less than 20 nm.
48. 42. A harmonic generating radiation source according to any of clauses 43 to 46, wherein a plurality of driving laser sources are set such that the peak wavelength of the narrow band of the enhanced output radiation spectrum is around 40 nm.
49. The plurality of drive laser sources are derived from a single laser device, so that one of the drive laser sources is obtained directly from the output of the laser device, and at least one other of the drive laser sources is 42. A harmonic generating radiation source according to any one of clauses 41 to 48, obtained by converting a laser device output using a frequency converter element.
50. Another harmonic generating radiation source according to clause 49, wherein said driving laser source is obtained by optical parameter amplification of the laser device output.
51. A harmonic generating radiation source comprising a driving laser source operable to emit a driving laser pulse,
One or more controllable characteristics of the drive laser pulse are harmonic generation radiation sources, wherein the output radiation spectrum of the harmonic generation radiation source is set to include a plurality of discrete harmonic peaks.
52. The harmonic-generating radiation source according to clause 51, wherein the bandwidth of each harmonic peak is narrower than 0.2 nm.
53. 52. A harmonic generating radiation source according to clause 51 or 52, wherein the spectral spacing between adjacent harmonic peaks is greater than the bandwidth of the harmonic peaks.
54. 51. A harmonic generating radiation source according to any of clauses 51 to 53, wherein a central wavelength of the drive laser pulse is configurable to control at least one wavelength of a harmonic peak.
55. The center wavelength of the drive laser pulse can be set to optimize at least one wavelength of the harmonics in order to maximize the measurement sensitivity of the measured target structure, any one of clauses 51 to 54 The harmonic generation radiation source described in the item.
56. The output radiation spectrum includes a plateau region having a plurality of the above-mentioned harmonic peaks with similar intensities, and a cutoff region in which the intensity largely falls for each successive harmonic peak, and the wavelength is controlled / optimized harmonics 54. A harmonic generating radiation source according to clause 54 or 55, wherein said at least one of the wave peaks is a plateau region harmonic peak.
57. The harmonic generating radiation source according to any one of clauses 51 to 56, wherein the intensity of the drive laser pulse is a long cycle and the number of cycles of the drive laser pulse is more than 15.
58. 57. A source for generating harmonics according to clause 57, wherein the number of cycles of the driving laser pulse is 15-30.

[0086] 本文において、IC製造におけるリソグラフィ装置の使用について特定の言及をなすことができたが、当然のことながら、本明細書で説明したリソグラフィ装置は、集積光学システムの製造、磁気ドメインメモリ用のガイダンスおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ(LCD)、薄膜磁気ヘッドなどの他の用途を有することができる。当業者は、そのような代替用途との関連で、本明細書で使用した「ウェーハ」または「ダイ」という用語は、それぞれ「基板」または「ターゲット部分」というより一般的な用語と同義語であるとみなすことができる。本明細書で言及される基板は、露光の前または後に、例えば、トラック(通常、レジスト層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール)、メトロロジツール、および/または検査ツールで処理することができる。適用可能な場合に、本明細書で開示したものは、そのような、および他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば、多層ICを形成するために2回以上処理することができるので、本明細書で使用する基板という用語は、複数の処理済み層をすでに含む基板を指すこともできる。   [0086] In the text, although specific mention could be made of the use of a lithographic apparatus in IC manufacture, it will be appreciated that the lithographic apparatus described herein is for the manufacture of integrated optical systems, for magnetic domain memories And other applications such as flat panel displays, liquid crystal displays (LCDs), thin film magnetic heads, etc. Those skilled in the art will recognize that, in the context of such alternative applications, the terms "wafer" or "die" as used herein are synonymous with the more general terms "substrate" or "target portion", respectively. It can be considered that there is. The substrates referred to herein may be treated, for example, with a track (typically a tool for applying a resist layer to a substrate and developing the exposed resist), a metrology tool, and / or an inspection tool, before or after exposure. can do. Where applicable, those disclosed herein can be applied to such and other substrate processing tools. Furthermore, the term substrate as used herein can also refer to a substrate that already comprises multiple processed layers, as the substrate can be processed more than once, for example, to form a multilayer IC.

[0087] 光リソグラフィとの関連において、本発明の実施形態の使用について上記に特定の言及を行うことができたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィで使用することができ、状況が可能にする場合、光リソグラフィに限定されない。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスのトポグラフィが、基板に形成されるパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層に押し付けることができ、レジストは、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組み合わせを加えることで硬化する。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残したままレジストから引き離される。   [0087] Although specific reference could be made above to the use of the embodiments of the invention in the context of optical lithography, it will be appreciated that the invention has other applications, for example imprint lithography It can be used and is not limited to optical lithography where circumstances allow. In imprint lithography a topography in a patterning device defines the pattern to be formed on a substrate. The topography of the patterning device may be pressed into a layer of resist supplied to the substrate whereupon the resist is cured by applying electromagnetic radiation, heat, pressure or a combination thereof. The patterning device is pulled away from the resist leaving a pattern in it after the resist is cured.

[0088] リソグラフィ装置に関連して使用される「放射」および「ビーム」という用語は、(例えば、365、355。248、193、157、もしくは126nmの波長、またはそれらの近辺の波長を有する)紫外(UV)線および(例えば、5〜20nmの範囲の波長を有する)極紫外(EUV)線、さらには、イオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含むすべてのタイプの電磁放射を包含する。   [0088] The terms "radiation" and "beam" used in connection with a lithographic apparatus (eg having a wavelength of 365, 355. 248, 193, 157 or 126 nm or around them) Ultraviolet (UV) radiation and extreme ultraviolet (EUV) radiation (e.g. having a wavelength in the range of 5-20 nm), as well as all types of electromagnetic radiation, including particle beams such as ion beams or electron beams.

[0089] 「レンズ」という用語は、状況が可能にする場合、屈折式、反射式、磁気式、電磁気式、および静電式光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントの任意の一つ、またはそれらの組み合わせを指すことができる。   [0089] The term "lens", where the context allows, may be any one of a variety of types of optical components, including refractive, reflective, magnetic, electromagnetic and electrostatic optical components, or It can point to the combination of those.

[0090] 特定の実施形態の前述の説明は、本発明の一般的な性質を完全に明らかにするので、他者は、当技術分野の技能の範囲内の知識を適用することで、過度の実験を行うことなく、本発明の一般概念から逸脱することなく、そのような特定の実施形態を修正し、かつ/またはそのような特定の実施形態を様々な用途に適合させることができる。したがって、そのような適合および修正は、本明細書に提示した教示およびガイダンスに基づいて、開示した実施形態の等価物の趣旨および範囲内であることを意図されている。当然のことながら、本明細書における専門語または用語は、例を用いて説明するためのものであり、限定するものではなく、本明細書の用語または専門語は、教示およびガイダンスに照らして、同業者によって解釈されるべきである。   [0090] The foregoing description of specific embodiments fully illustrates the general nature of the present invention, so that others may apply excessive knowledge by applying the knowledge within the skill of the art. Such specific embodiments can be modified and / or such specific embodiments can be adapted to various applications without experimentation and without departing from the general concepts of the present invention. Accordingly, such adaptations and modifications are intended to be within the spirit and scope of equivalents of the disclosed embodiments, based on the teaching and guidance presented herein. It is to be understood that the terminology or terms herein is for the purpose of description by way of example and not limitation, and the terms or technical terms herein are to be read in light of the teachings and guidance. It should be interpreted by the same person.

[0091] 本発明の広さおよび範囲は、上記の例示的な実施形態の何れかによって限定されるのではなくて、添付の特許請求の範囲およびその等価物によってのみ規定されるべきである。   The breadth and scope of the present invention should not be limited by any of the above-described exemplary embodiments, but should be defined only in accordance with the following claims and their equivalents.

Claims (15)

検査装置で測定を行う方法であって、
高調波発生放射源によって供給される照明放射の出力放射スペクトルを制御するために、前記高調波発生放射源の少なくとも1つの駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性を設定するステップと、
前記照明放射でターゲット構造を照明するステップと、
を含む方法。
A method of measuring with an inspection device,
Setting one or more controllable characteristics of at least one drive laser pulse of the harmonic generating radiation source to control the output radiation spectrum of the illumination radiation supplied by the harmonic generating radiation source;
Illuminating a target structure with the illumination radiation;
Method including.
前記設定ステップは、前記出力放射スペクトルが、複数の離散した高調波ピークを含むように、駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性を設定することを含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the setting step comprises setting one or more controllable characteristics of a drive laser pulse such that the output radiation spectrum includes a plurality of discrete harmonic peaks. 各高調波ピークの帯域幅は0.2nmよりも狭い、請求項2に記載の方法。   The method of claim 2, wherein the bandwidth of each harmonic peak is narrower than 0.2 nm. 隣接する高調波ピーク間のスペクトル間隔は、前記高調波ピークの前記帯域幅よりも大きい、請求項2または3に記載の方法。   The method according to claim 2 or 3, wherein the spectral spacing between adjacent harmonic peaks is greater than the bandwidth of the harmonic peaks. 前記設定ステップは、前記高調波ピークの少なくとも1つの波長を制御するように、前記駆動レーザパルスの中心波長を設定することを含む、請求項2〜4の何れか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the setting step comprises setting a central wavelength of the drive laser pulse to control at least one wavelength of the harmonic peak. 前記設定ステップは、前記ターゲット構造の測定感度を最大にするために、前記高調波の少なくとも1つの前記波長を最適化するように、前記駆動レーザパルスの中心波長を設定することを含む、請求項2〜5の何れか一項に記載の方法。   The setting step comprises setting the center wavelength of the drive laser pulse so as to optimize the wavelength of at least one of the harmonics in order to maximize the measurement sensitivity of the target structure. The method according to any one of 2 to 5. 前記出力放射スペクトルは、強度が同様である複数の前記高調波ピークを有するプラトー領域と、各連続する高調波ピークごとに前記強度が大きく落ちるカットオフ領域とを含み、前記波長が制御/最適化される前記高調波ピークの前記少なくとも1つは、前記プラトー領域の高調波ピークである、請求項5または6に記載の方法。   The output radiation spectrum includes a plateau region having a plurality of the harmonic peaks having similar intensities, and a cutoff region in which the intensity largely falls for each successive harmonic peak, and the wavelength is controlled / optimized The method according to claim 5 or 6, wherein the at least one of the harmonic peaks to be generated is a harmonic peak in the plateau region. 前記駆動レーザパルスの前記強度は長期にわたるサイクルであり、前記設定ステップは、前記駆動レーザパルスのサイクル数を15よりも多いように設定することを含む、請求項1〜7の何れか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the intensity of the drive laser pulse is a long cycle and the setting step comprises setting the number of cycles of the drive laser pulse to be more than 15. Method described. 前記設定ステップは、前記駆動レーザパルスの前記サイクル数を15〜30に設定することを含む、請求項8に記載の方法。   The method according to claim 8, wherein the setting step comprises setting the number of cycles of the drive laser pulse to 15-30. 前記設定ステップは、少なくとも一部が異なる中心波長を含む複数の駆動レーザパルスの1つ以上の制御可能な特性を設定することで、前記高調波発生放射源の駆動場を設定することを含む、請求項1に記載の方法。   The setting step may include setting a driving field of the harmonic generating radiation source by setting one or more controllable characteristics of a plurality of driving laser pulses at least partially including different central wavelengths. The method of claim 1. 前記駆動レーザパルスは3つからなる、請求項10に記載の方法。   11. The method of claim 10, wherein the drive laser pulse consists of three. 前記設定ステップは、前記高調波発生放射源の駆動電気場を一時的に適合させ、それにより、前記出力放射スペクトルの狭帯域が強化され、前記出力放射スペクトルの残りの部分が抑制されるように、前記複数の駆動レーザパルスの前記1つ以上の制御可能な特性を設定することを含む、請求項10または11に記載の方法。   The setting step temporarily adapts the drive electric field of the harmonic generating radiation source so that the narrow band of the output radiation spectrum is enhanced and the remaining part of the output radiation spectrum is suppressed. The method according to claim 10, comprising setting the one or more controllable characteristics of the plurality of drive laser pulses. 前記ターゲット構造の前記照明による散乱線を検出することと、
前記ターゲット構造の様々な層間のオーバーレイオフセットを前記散乱線から求めることと、
を含む、請求項1〜12の何れか一項に記載の方法。
Detecting scattered radiation from the illumination of the target structure;
Determining overlay offsets between various layers of the target structure from the scattered radiation;
13. A method according to any one of the preceding claims, comprising
高調波発生放射源を含み、請求項1〜13の何れか一項に記載の方法を実施するように動作可能である検査装置。   14. An inspection apparatus comprising a harmonic generating radiation source and operable to perform the method according to any one of the preceding claims. 適切なプロセッサ上で実行する場合に、プロセッサに、少なくとも、請求項1〜13の何れか一項に記載の方法の設定ステップを実施させる機械可読命令を含むコンピュータプログラム製品。   A computer program product comprising machine readable instructions which, when run on a suitable processor, cause the processor to perform at least the setting steps of the method according to any one of the preceding claims.
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